DE3048302C2

DE3048302C2 - Wärmespeicher mit mehreren Speicherbehältern

Info

Publication number: DE3048302C2
Application number: DE3048302A
Authority: DE
Inventors: Lothar 5901 Wilnsdorf Zapf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-20
Filing date: 1980-12-20
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE3048302A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher mit mehreren mit jeweils einer Speicherflüssigkeit gefüllten Speicherbehältern nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Wärmespeicher ist bekannt durch das DE-GM 80 07 368.

Wenn die dem Wärmetauscher eines solchen Wärme- 5p. speichers zugeführte Flüssigkeit zu bestimmten Zeiten erheblich niedrigere Temperaturen hat als zu anderen Zeiten, wie das z. B. bei Solarenergiequellen der Fall ist, ergibt sich eine oberhalb eines bestimmten Wertes liegende Temperatur der dem Wärmespeicher entnehmbaren Flüssigkeit nur, wenn der Wärmetauscher nur dann eingeschaltet ist, wenn die Temperatur des ihm zugeführten Strömungsmediums höher als dieser Wert liegt. In solchem Fall wird die von der Primärenergiequelle gelieferte niedrigere Temperatur nicht ausge- eo nutzt. Wenn dagegen der Wärmetauscher stets an einer solchen Primärenergiequelle angeschlossen ist, ergibt sich eine verhältnismäßig niedrige Temperatur des Wärmespeichers.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Wärmespeicher der oben genannten Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht hat, bei der vielmehr die Wärmeenergie des von einer Primärenergiequelle gelieferten Strömungsmediums auch dann optimal ausgenutzt wird, wenn die Temperaturschwankungen des Strömungsmediums erheblich sind und der Speicher stets eine über einer vorbestimmten Temperatur liegende Temperatur aufweist

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst

Vorzugsweise ist der Entnahmekreislauf als Wärmepumpen-Kreislauf ausgebildet, der aus einer in Richtung abfallender Temperatur angeordneten ersten Wärmetauscherreihe und einer in Richtung steigender Temperatur angeordneten, mit der ersten Wärmetauscherreihe über eine Drossel verbundenen zweiten Wärmetauscherreihe besteht, wobei der Auslaß der Wärmepumpe mit dem Anfang der ersten Wärmetauscherreihe und der Einlaß der Wärmepumpe mit dem Ende der zweiten Wärmetauscherreihe verbunden sind.

In der nachfolgenden Beschreibung werden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 sechs nebeneinanderstehende, mit Wasser gefüllte Speicherbehälter mit Wärmetauschern,

F i g. 2 die gleiche Vorrichtung mit einer anderen An-Ordnung von Wärmetauschern.

Gemäß F i g. 1 enthalten die Speicherbehälter A, B, C, D, £und Fje einen Speicher-Wärmetauscher la, 16, Ic, id, le, if, die miteinander in Reihe verbunden sind. Der Speicher-Wärmetauscher la ist über eine Vorlaufleitung 1 mit dem Ausgang einer Primärenergiequelle P verbunden, deren Eingang über eine Rücklaufleitung Γ mit dem Speicher-Wärmetauscher 1/verbunden ist Infolge der Abnahme der Temperatur beim Durchströmen eines der Speicher-Wärmetauscher la— l/werden die Inhalte der Speicherbehälter A—F auf verschieden hohe Temperaturen aufgeheizt, wobei die Temperatur des Speicherbehäiters A am höchsten und die des Speicherbehälters Farn niedrigsten ist Wenn beispielsweise die Temperatur des vom Wasserleitungsnetz L in die Leitung 2 einströmenden Wassers 50° beträgt und die von einem Verbraucher K gewünschte Wassertemperatür 70° beträgt, so mögen die Speichertemperaturen der Speicherbehälter A bis ^beispielsweise 75,60,50,40,30, 20° betragen.

Die Vorlaufleitung 1 ist über Ventile Va, Vb, Vc, Vd wahlweise an einen der Speicher-Wärmetauscher la, ib, lc, It/anschließbar.

Wenn das von der Primärwärmequelle P gelieferte Strömungsmedium eine höhere Temperatur hat als die Temperatur, die im Speicherbehälter A herrschen soll, wird nur das Ventil Va geöffnet; wenn das von der Primärwärmequelle gelieferte Medium eine niedrigere Temperatur, z. B. eine Temperatur hat, die unter der Temperatur des Speicherbehäiters B, aber über der des Speicherbehäiters C liegt, wird nur das Ventil Vc geöffnet.

Die Speicherbehälter A bis F enthalten eine weitere Kette von Entnahme-Wärmetauschern 2a bis 2f, die durch die an ein Wasserleitungsnetz angeschlossene Leitung 2 hintereinandergeschaltet sind und deren Auslaß zum Verbraucher K führt. Infolge der stufenweisen Aufheizung in den Entnahme-Wärmetauschern la bis 2f nimmt das Wasser schließlich etwa die Temperatur des Speicherbehäiters Λ an.

Um einen Verbraucher, z. B. eine Heizung H, im Kreislauf zu speisen, sind in den Speicherbehältern A und B zwei hintereinandergeschaltete Entnahme-Wärmetauscher 3a, 3b vorgesehen, die im Kreislauf mit der Heizung H über Leitungen 3 verbunden sind. Die Ent-

nähme-Wärmetauscher 3a und 3b sind erheblich größer ausgeführt als die Wärmetauscher la und 2a.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung ist eine Ausgangsleitung 4 einer Wärmepumpe W mit einer Kette von Wärmetauschern 4a bis 4/und anschließend über eine Drossel G und Wärmetauscher 5e bis 5/mit einer Einlaßleitung 5 der Wärmepumpe W verbunden. Dabei ist die Einlaßleitung 5 über Ventile Tc, Td bzw. Te wahlweise mit dem Ausgang der Wärmetauscher 5c, 5d, 5e verbindbar.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung liegt ein die Wärmepumpe W speisender Wärmetauscher 7 im Kreislauf der Entnahme-Wärmetauscher 2c bis 2f, während der Ausgang der Wärmepumpe W über einen Wärmetauscher 9 über eine Leitung 8 zwischen der Rücklaufleitung 1' und der Vorlaufleitung 1 der Primärwärmequelle P anliegt

Die Speicherbehälter A bis F sind als Metallbehälter ausgeführt die eine Wärmeisolierung tragen. Sie sind so angeordnet, daß der Temperaturgradient zwischen benachbarten Speicherbehältern möglichst klein ist Die Größe der Speicherbehälter liegt zwischen 125 und 5001.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Wärmespeicher mit mehreren mit jeweils einer Speicherflüssigkeit gefüllten Speicherbehältern, mit einem von einer Primärenergiequelle über eine Vor-Iaufleitung und eine Rücklaufleitung strömenden Speicherkreislauf zum Einspeichern von Wärme in die Speicherbehälter und mit einem zu einem Verbraucher führenden, nacheinander durchströmbare Entnahme-Wärmetauscher aufweisenden Entnahmekreislauf zum Entnehmen von Wärme aus den Speicherbehältern, wobei in jedem der Speicherbehälter jeweils einer der Entnahme-Wärmetauscher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherbehälter (A-F) voneinander abgeschlossen ausgebildet sind, daß der Speicherkreislauf nacheinander in Richtung abnehmender Temperaturen durchströmbare Speicher-Wärmetauscher (la— \f) aufweist wobei in jedem der Speicherbehälter (A—F) jeweils einer der Speicher-Wärmetauscher ll a—i/J angeordnet ist, und daß in der Voriaufleitung (1) Abzweigleitungen angeordnet sind, wobei jede der Abzweigleitungen über jeweils ein temperaturgesteuertes Ventil (Va—Vd) an einen der Speieher-Wärmetauscher (la— 1# anschließbar ist

2. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Entnahmekreislauf als Warmepumpen-Kreislauf ausgebildet ist, der aus einer in Richtung abfallender Temperatur angeordneten ersten Wärmetauscherreihe (4a—4/?und einer in Riehtung steigender Temperatur angeordneten, mit der ersten Wärmetauscherreihe(«,-—4/?über eine Drossei (G) verbundenen zweiten Wärmeaustauscherhe (Sf-Sc) besteht, wobei der \uslaß der Wärmepumpe (W) mit dem Anfang der ersten Wärmetauscherreihe (4a—4f) und der Einlaß der Wärmepumpe (W) mit dem Ende der zweiten Wärmetauscherreihe (5Λ-Sc)verbunden sind.

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