DE3415184A1

DE3415184A1 - Langzeitwaermespeicher

Info

Publication number: DE3415184A1
Application number: DE19843415184
Authority: DE
Inventors: Walter Prof. Dr. 5902 Unglinghausen Helmbold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1985-10-31

Description

Langzeitwärmespeicher
Die Erfindung betrifft einen Langzeitwärmespeicher.
>us der DE-PS 32 04 849 ist ein Langzeitwärmespeicher oekannt, mit einem Behälter, einer in dem Behälter angeordneten und iiber ein Heizelement aufheizbaren Speichermasse und einer zwischen dem Behälter und der Speichermasse angeordneten Tsolierschicht, wobei die Isolierschicht aus einer feinkörnigen Schüttung oder einer faserig-porösen Füllmasse besteht und evakuierbar ist. Einem derartigen Langzeitwärmespeicher haftet der Nachteil an, daß die Isolierschicht am Boden unterhalb der Speichermasse unter einem starken Druck steht und daher im Laufe der Zeit ihre Isolierwirkung beträchtlich nachläßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Isoliermasse am Speicherboden unterhalb der Speichermasse vom Druck zu entlasten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung derart gelöst, daß die Speichermasse in dem Behälter aufgehängt ist. Hierdurch wird die Isoliermasse in der Bodenschicht vollstCndig vom Druck entlastet und verändert über längere Zeiträume hinweg ihren Isolierwert nicht.
Vorzugsweise besteht die Aufhängung der Speichermasse aus einer an retten, Stangen oder Seilen aufgehängten Tragplatte, auf der die Speichermasse gelagert ist. Eine Aufhänung an retten ist deshalb am günstigsten, da die Kette wegen der Punktberübrung der einzelnen Kettenglieder den röten Wärmeleitungswiderstand besitzt. Es ist jedoch auch eine Aufhängung der Tragplatte für die Speichermasse an Stangen oder Seilen möglich.
In einer ersten Fortbildung der Erfindung besteht die dreichermasse aus wärmefesten Formsteinen. ei einem derartigen speicher steht die Speichermasse unter dem gleichen Vakuum wie die Isoliermasse. Für diesen Speicher spricht sein außerordentlich einfacher Aufbau.
iei einer zweiten Fortbildung des Speichers nach der Erfindung ist auf die Tragplatte ein Innenbehälter aufgesetzt, der mit seiner Einlaßöffnung aus dem Speichermantel herausragt, Der Innenbehälter dient zur Aufnahme von Thermoölen, die entweder im Speicher selbst auf hohe Temperaturen aufgeheizt oder die extern erhitzt, in den Speicher eingefüllt werden. Ein derartiger Innenbehälter kann zusätzlich mit wärmefesten Formsteinen umgeben sein, er kann aber auch alleine auf der Tragplatte aufgestellt sein.
Vorzugsweise ist der Innenbehälter zylindrisch ausgebildet, wobei die Einlaßöffnung gegenüber dem Innenbehälter zwecks Verringerung von Wärmeverlusten verjüngt ausgebildet ist. Die Stabilität des gesamten Speichers wird erhöht, wenn der Innenbehtlter mit der Tragplatte fest verbunden, insbesondere verschweißt ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Langzeitwärmespeicher mit einer aufgehängten Speichermasse und i'ig. 2 einen Schnitt durch einen Langzeitwärmespeicher mit einem aufgehängten Inrenbehälter und einer Speichermasse In Figur 1 ist ein Schnitt durch einen T,angzeitwärmespeicher 1 mit einer in dem speicher aufgehängten opeichermasse 3 wiedergegeben, Zwischen der Speichermasse 3 und dem Speichermantel 2 befindet sich die Isoliermasse 41, 42.
Um die sich unterhalb der Speichermasse 3 befindliche Isoliermasse 41 von einer Pressung durch die Dpeichermasse 3 zu entlasten, ist die aus wärmefesten Formsteinen bestehende Speichermasse 3 auf eine Tragplatte 5 aufgesetzt.
Die ''ragplatte 5 ist ihrerseits mit Ketten 61, 62 an einer tragenden Außenstruktur, z.P. an dem Speichermantel 2 aufgehängt. Ohne diese Aufhängung würde die Speichermasse 3 mit ihrem hohen Gewicht die Isoliermasse 41 unterhalb der Tragplatte 5 im Laufe der Zeit zusammenpressen und damit die lsolierwirkung der Isoliermasse 41 wesentlich herab setzen. Durch eine Pressung wird der i£ontakt der Festkörperpartikel in der Isoliermasse 41 erhöht. Gleichzeitig verringert sich die Isolierschichtdicke d. Beide Einflüsse erhöhen den Wärmeübergang am Boden des Langzeitwärmespeichers 1 beträchtlich. Die Aufheizung der Speichermasse 3 oder eine Wärme entnahme erfolgt durch einen rohrförmigen Wärmetauscher 7 der gleichzeitig als elektrischer Heizwiderstand verwendbar ist. Die Isoliermasse 41, 42 und die Speichermasse 3 werden über den Pumpstutzen 21 an eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Vakuumpumpe ange- schlossen und evakuiert.
Für die Aufhängung der 'Qragplatte 5 sind in den Figuren 1, 2 als Beispiel zwei Ketten 61, 62 wiedergegeben. Es verstebt sich Jedoch, daQ die tatsächlich benötigte Anzahl der retten vom Gewicht der Speichermasse 3 und der C'eometrie bestimmt werden, d .h. es sind tatsächlich drei oder auch mehr Ketten vorhanden. Die Wärmeverluste der Aufhängung sind besonders in der Ausführung als Retten 61, 62 vernachlässigbar klein, so daß der Lweck der Aufhängung, die Isolation nicht zu verschlechtern, damit besonders gut erreicht wird. Der Grund für den geringen Wärmeverlust bei.
einer Verwendung von Fetten 61, 62 ist der, daß der Widerstand einer Kette gegen '^Järmeleitung infolge der ,-eringen, fast punktförmigen Berührungsflächen der einzelnen Kettenglieder besonders hoch ist. As ist Jedoch auch möglich, die Aufhängung durch Stangen oder Seile vorzunehmen, wobei jedoch sowohl die Stangen als auch die Seile eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen und damit etwas ungünstiger sind als die Ketten 61, 62.
Wie vorstehend beschrieben, kann beispielsweise auf der Tragplatte 5 ein Würfel, Zylinder, Hohlzylinder od.dgl.
aus wärmefesten Formsteinen als Speichermasse 3 aufgebaut sein. Es ist aber, wie in Fig. 2 dargestellt ist, auch möglich, auf die Tragplatte 5 einen Innenbehälter 8 aufzusetzen, der mit seinem Einfüllhals 81 aus dem Wärmespeicher 1 herausragt. Auf der Außenseite des Innenbehcl ters 8 ist eine aus festen Formsteinen bestehende Speichermasse 31 vorgesehen. Es ist möglich, den Innenbehälter 8 lose auf die Tragplatte 5 aufzusetzen, es ist aber auch möglich, den Innenbehälter 8 so auszubilden, daß die 'l'ragplatte 5 das Bodenteil des Innenbehälters 8 bildet, indem der Innenbehälter 8 und die Tragplatte 5 miteinander verschweißt sind, Hierdurch wird auch die allgemeine Stabilität des Innenaufbaues des Wärmespeichers 1 insgesamt erhöht. Vorzugsweise ist der Innenbehälter 8 zylindrisch ausgebildet.
Der Innenbehälter 8 dient zur Aufnahme flüssiger SPeichermassen 32, z.B. eines Thermoöls. Eine flüssige Speichermasse 92 hat den Vorteil, daß sie dem Innenbehälter 8 leicht entnommen oder zugeführt werden kann. Wenn also an einem Ort tberschußenergie, beispielsweise als Abwärme oder als Strom vorhanden ist, so kann diese in Form von rärme in der flüssigen Speichermasse 32 gespeichert und zu einem Verbraucher gefahren und dort in den Speicher 1 gepumpt werden.
Durch die feste Speichermasse 31 wird die Kapazität des Wärmespeichers 1 erhöht. Es ist aber auch möglich, im Interesse eines größeren Innenbehälters 8 die zDeichermasse 31 fortzulassen und den Innenbehälter 8 entsprechend zu vergrößern. Zur Verringerung der Wärmeverluste und zur Verkleinerung der Abdichtung 82 ist der .sinfüllhals 81 des vorzugsweise zylindrischen Innenbehälters 8 verjüngt ausgebildet.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentansprüche 1. Langzeitwärmespeicher mit einem Behälter, einer in dem @ehälter angeordneten und über ein Reizelement aufheizbaren Speichermasse und einer zwischen dem Rehälter und der Speichermasse angeordneten Isoliermasse, wobei die Isoliermasse aus einer feinkörnigen Schüttung oder einer faserig-porösen Füllmasse besteht und evaiierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermasse ( 3) in dem Behälter ( 2 ) aufgehängt ist.
2. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung aus einer an Ketten ( 62 ), Stangen oder zeilen aufgehängten Tragplatte ( 5 ) besteht, auf der die Speichermasse ( 3 ) gelagert ist.
3. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermasse ( 3 ) aus wärmefesten formsteinen besteht.
4. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Tragplatte ( 5 ) ein Innenbehälter (8) aufgesetzt ist, der mit seiner Einlaßöffnung ( 81 ) aus dem Wärmespeicher ( 1 ) herausragt.
5. Lagzeitwärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter ( 8 ) zylindrisch ausgebildet ist.
6. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeicbnet, daß die Einlaßöffnung ( 81 ) gegenüber dem Innenbehälter ( 8 ) verjüngt ausgebildet ist.
7. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter ( 8 ) mit der Tragplatte ( 5 ) fest verbunden, insbesondere verschweißt ist.
8. Langzeitwärmespeicher nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Thermoöl als Speichermasse ( 32 ) in dem Innenbehälter ( b ).