DE3519106A1 - Langzeitwaermespeicher - Google Patents

Description

Patentbeschreibung

LanRzeitwärmespeicher (LWSP)

Einen Engpaß bei der WärmeVollversorgung von Wohn- und Betriebsstätten über das ganze Jahr auf der Basis von Umweltenergien stellte bisher ein verlustarmer, preiswerter LWSP dar, sodaß vielerorts an der Entwicklung eines sogenannten saisonalen Langzeitwärmespeichers gearbeitet wird. Kosten- und Raumprobleme sowie die bisher anscheinend zu aufwendige Wärmedämmung werden in der Fachpresse und auf Expertentagungen immer wieder als Grund dafür benannt, daß es zur Zeit noch kaum derartige Speicher von mehr als 1oo cbm im Haustechnischen Bereich in der Ausführung gibt. Gleichwohl gibt es eine Reihe ausgeführter Großspeicher ( von z.B. όοο cbm etwa) für den Kurzzeit-Speicherbedarf und auch Untersuchungen über das Abkühlverhalten besonders infolge des Einflusses der Wandungen sowie der vertikalen Wärmeausgleichsströmungen. Der hier beschriebene LWSP soll in erheblichem Umfang die zuvor angedeuteten Hindernisse beseitigen. Er besteht aus einer tragenden, zylindrischen Aussenschale aus Steingut (z.B. Beton) und ei^er im Innern angebrachten »'armedämmung mit oberer Abdeckung,. Das Speichermittel ist Wasser.

Die zylindrische Aussenschale setzt sich aus vorgefertigten Teilstücken zusammen.

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Dipl. Ing. Rolf Gaschke, O1o2 Pfungstadt

PatentbeSchreibung

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Sie wird in einem dem Brunnenbau ähnlichen Verfahren von einem Arbeitsgerüst von etwa der Hohe der Teilstücke aus insJ3:rdreich eingebracht. Dabei wird das erste Teilstück der zylindrichen Schale montiert auf einer iⁿorm gemäß dem Querschnitt des Zylinders. i«it fortschreitendem Aushub senkt sich Schicht um Schicht dex¹ Aussenschale ins Erdreich bis der Gesamti ntiH 11 <^;eK 6<>tn '·.'· - ■·■■? -■vi..--.i f>.:-»j :-·):. Die (z.B. trapezförmigen) Teilstücke verkeilen zwischen sich in den Trennfugen geeignete Dichtstreifen und weisen Vorrichtungen (z.B. ösen) auf zum Befestigen der Innenwarxaedämmung. Die Teilstücke haben an den waagerechten Fugenkanten geeignet geformte Verlangerungen der Armierung, die es ermöglichen, nach αem Absenken der Speicherschale die Teilschichten so zu vergiessen, daß stabilisierend Hingwülste entstehen und so

'+ο ausreichende Tragfähigkeit gewährleistet ist. Den Boden bildet abschließend eine Betonplatte , die obere Abdeckplatte soll unterhalb der Frostgrenze im Boden liegen. Die Steingutsegmente sind erforderlichenfalls gegen eindringendes Wasser geschützt ( z.B. Beimengung, Beschichtung). Während des Absenkens wird die Wirkung der Ringwülste von Werkzeugen übernommen (wiederverwendbar). Der Anschluß der Bewirtschaxtungsleitungen sowie deren Regelung erfolgt gemäß dem °tand der Technik.

Dipl. Ing. Rolf Naschke, o1o2 Pfungstadt

PatentbeSchreibung

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Die Wärmedämmung besteht aus mehreren Schichten. Jede Schicht wird gebildet aus einer Anzahl gleichartiger Teilstücke, die untereinander zu zylindrischen Äingen und diese wieder zu ganzen Zylindern verbunden sind, (z.B. durch Heißverkleben von Kunststoffolien). Ein Teilstück der Dämmschicht besteht aus einer Kammer aus wärmedämmendem Hartschaum, die im Innern geeignet verrippt ist und Platz bietet für weiches Wärmedammaterial )z.ß. Pulver, Granulat, Stroh). Die derart gefüllten Teilkammern werden mit geeigneter Kunststoffolie (teils AluminiumDeschichtung z.B.) umhüllt und Schwach eva-

oo kuiert abgedichtet, sodaß das Speichermedium ( Wasser) nicht einzudringen vermag und sich schon bei der Herstellung Undichtigkeiten herausstellen. Eine Wärmedämmschicht wird an der Aussenschale des LWSP innen angebracht, jedoch nur im oberen Bereich, in dem

o5 ein Wärmegefälle von innen nach aussen besteht. Im unteren Teil des Speichers wird diese Wärmedämmung weggelassen, da dort ein Wärmegefälle von aussen nach innen angestrebt wird.
Der übrige Innenraum des LWSP wird in koaxiale Teilzy-

Vo linaer aufgeteilt, die von einer oder mehreren solcher zuvor beschriebenen Wärmedämmschichten umschlossen werden. Der ausserste Teilzylinder weist nur einen Bruch-

Dipl.-Ing. Rolf Naschke, t>1o2 Pfungstadt

BAD

Patentbeschreibung

teil des Warmegefälles zur äusseren Umgebung der Aussenschale auf des Warmegefälles, daß zwischen dem wärmsten innersten Zylinder und der Aussenumgebung besteht. Der Nutzwärmebereich im innersten Zylinder kann z.B. mit einer Wärmepumpe immer auf dem oolltemperaturniveau gehalten werden, wobei die erforderliche Wärmemenge aus dem (z.B.) äußersten Zylinder entnommen werden kann.

Mit dieser Dämmtechnik ist es möglich, die Verlustleistung des Speichers beliebig klein zu halten, wegen der nach innen zu kleiner werdenden Zylinderflächen bleibt bei gleicher Verlustleistung der Aufwand an Dämmstoff stets kleiner als bei Anbringung nur einer einzigen Dämmschicht gleicher Verlustleistung am der Speicheraussenschale.

Aus den gleichen Däuuistoffelementen wird die obere genügend dicke Abdeckisolation gebildet. Lebensdauer und Wartungsaufwand eines solchen Langzeiü-wärme speiche rs sirn| geeignet, wirtschaftliche Jfemortisationszeiten zu erreichen.

Dipl.-Ing. Rolf Gaschke, o1o2 iPfungstadt

BAD ORIGINAL

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Langzeitwärmespeicher (LWSP), dadurch gekennzeichnet, daß seine tragende zylindrische Aussenschale aus vorgefertigten überwiegend gleichförmigen Teilstücken aus Steingut (z.B. Beton) zusammengesetzt wird, die in einem dem Brunnenbau ähnlichen Verfahren ins Erdreich abgesenkt wird und abschließend vergossen wird (z.B. mit Beton).

   2. LWSP nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenschale in ringförmigen Teilflächen von einem Arbeitsgerüst aus ins Erdreich eingebracht wird, wobei die unterste Schicht aus den Teilstücken auf einer Form entsprechend dem Querschnitt des Zylinders montiert, abgesenkt wird.

   3. LWSP nach 1.-2., dauurch gekennzeichnet, daß zwischen den ffieilstücken Dichtungsstreifen eingeklemmt sind und an denen Vorrichtungen (z.B. Ösen) zum ^Abringen der Innenwärmedämmung vorhanden sind.

   4. LWSP nach 1.-3.» dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke Innenarmierung aufweisen, deren Fortsetzungen an den waagerechten kanten so geformt sind, daß sie daä Anbringen von gegossenen Ringwülsten (z.-b. aus Beton) ptmöglichen.

   5. LWSP nach 1- 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Ringwülste während des Absenkens übernommen wird von Vorrichtungen, die im Innern zusammengesetzt werden und die die Form des Zylinders ergeben.

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   Patentansprüche
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   ο. Langzeitwärmespeicher nach Ansprüchen 1.-5·» dadurch gekennzeichnet, daß seine Wärmedämmung innen angebracht wird und aus koaxialen Zylinderteilschichten besteht, deren -^icke und Abstand der jeweiligen Speicheraufgabe angepaßt werden kann.

   7. LWSP nach 1.-6., dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwärmedämmschichten zusammengesetzt sind aus innenverrippten Kammern aus Hartschaumstoff (z.B. PU oder gleichwertigen Stoff), die gefüllt sind mit losem, weichen Dämmstoff ( z.B. Pulver, Granulat, Stroh). Diese Kammern sind gegen eindringendes Speichermedium (z.B. Wasser) mit einer angepaßten Kunststoffolienhülle umgeben, die teilweise (zur heißeren Seite hin) mit Aluminium beschichtet sein können.

   8. LWSP nach 1.-7., dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmigen Innenwarme dämmschicht en aus nach 7· erwähnten Teilkammern hergestellt sind, die untereinander Speichermediumdicht verbunden werden (z.B. heißverklebte Kunststoffolien) und die mit geeigneten Abstandhaltern an ihrem zugeordneten Platz im Speicher bleiben.

   9. LWSP nach 1.-8. dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (z.B. Wasser) im innersten Teilzylinder stets dadurch auf der Solltemperatur gehalten werden kann, uaß mib einer geeigneten Wärmepumpe Wärme von einem der

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   Pat entansprüche
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   aussexen Speicherzylinder in den innersten überführt werden kann.

   lo. Langzeitwärmespeieher nach Ansprüchen 1.-9·, dadurch gekennzeichnet, daß die gleiche Warmeverlust leistung mit weniger Wärmedämmstoff erreicht werden kann als dies der Fall ware bei einer einzigen Dämmschicht an der tragenden Schale des Speichers. Zudem ermöglicht die Aufteilung des Speicherinhaltes in Zylinderbereiche eine kontinuierlich Wärmerückführung und eine Minimierung der Verlust war nie leistung des Speichers,

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   Dipl.-Ing. Rolf Naschke, o1o2 Pfungstadt