DE4020861A1 - Verfahren zur Herstellung eines Wärmespeichers, insbesondere eines Latentwärmespeichers, und Wärmespeicher zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Wärmespeichers, insbesondere eines Latentwärmespeichers, und Wärmespeicher zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
eines einen Außen- und einen Innenbehälter umfassen
den Wärmespeichers, insbesondere eines Latentwärme
speichers, der im Innenbehälter einen mindestens eine
Kammer umfassenden, von einem Strömungsbereich für
ein wärmetransportierendes Medium durchsetzten Spei
cherbereich zur Aufnahme des Speichermediums auf
weist, wobei der Außen- und der Innenbehälter zwi
schen sich einen durch Ausheizung und Evakuierung
erzeugten Isolierbereich einschließen, durch den
sich die Lagerung des Innenbehälters am Außenbehälter
erstreckt und wobei der Strömungsbereich mit den
Isolierbereich durchquerenden, nach außen führenden
Anschlüssen versehen ist, sowie einen Wärmespeicher
zur Durchführung des Verfahrens.
Die Wärmespeicherung in dauerhaft im Wärmespeicher
verbleibenden, vom wärmetransportierenden Medium ge
trennten Speichermedien, insbesondere auch die La
tentwärmespeicherung in schmelzenden Salzgemischen
oder anderen Speichermedien ist bereits bekannt.
Um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten, ist
eine hochwirksame thermische Isolierung des das Spei
chermedium enthaltenden Speicherkerns erforderlich.
Der den Speicherkern enthaltende Innenbehälter wird
deshalb unter Bildung eines Isolierraums von einem
Außenbehälter umschlossen und in diesem Isolierraum
wird vorzugsweise ein Vakuum erzeugt. Damit dieses
Vakuum möglichst dauerhaft aufrechterhalten werden
kann, müssen die dem Isolierraum zugewandten Oberflä
chen des inneren und des äußeren Behälters und even
tuelle Einbauten im Isolierraum entgast werden, wozu
eine als Ausheizung bezeichnete Wärmeeinwirkung bei
gleichzeitiger Abfuhr der freigesetzten Gase erfor
derlich ist. Je höher die Ausheiztemperatur liegt,
desto effizienter und umso kürzer und billiger wird
die Ausheizung. Eine Ausheizungstemperatur von ca.
400°C ist wünschenswert, jedoch können die Spei
chermedien in der Regel dieser Temperatur nicht aus
gesetzt werden. Abgesehen von einer möglichen Degra
dierung, d. h. einem möglichen Zerfall des Speicher
mediums, kann eine Temperatur in dieser Größenordnung
zu einer erheblichen Druckbildung im Speicherbereich
führen, insbesondere wenn der Siedepunkt des Spei
chermediums überschritten wird.
Die Umwandlungstemperatur üblicher, bei Kraftfahrzeu
gen eingesetzter Speichermedien für Latentwärmespei
cher liegt beispielsweise bei etwa 70°C und mit ge
ringfügig höherer Temperatur wird die Befüllung des
Speicherbereichs durchgeführt. Die maximale Betriebs
temperatur liegt bei 125°C.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige
Herstellung eines Wärmespeichers zu ermöglichen und
insbesondere die Voraussetzung dafür zu schaffen, die
Ausheizungstemperatur nach praktischen Bedürfnissen
ohne Rücksicht auf das Speichermedium frei wählen zu
können.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der
Isolierbereich zunächst ausgeheizt und evakuiert und
anschließend das Speichermedium in den Speicherbe
reich eingebracht wird.
Damit ist die Möglichkeit geboten, das Wärmespeicher
gehäuse vollständig zusammenzubauen und dann die
Ausheizung durchzuführen, ohne daß der Wärmeeinwir
kung mit Rücksicht auf das Speichermedium Beschrän
kungen auferlegt sind, weil das Speichermedium erst
nach der Ausheizung in den ihm zugeordneten Bereich
innerhalb des Innenbehälters eingebracht werden kann.
Eine weitere Voraussetzung für eine kostengünstige
Herstellung des Wärmespeichers besteht darin, daß
während des Betriebs des Wärmespeichers allenfalls
vernachlässigbare Volumendehnungen und daraus re
sultierende mechanische Beanspruchungen der Wandung
des Speicherbereichs des Wärmespeichers auftreten
können.
Zu diesem Zweck besteht eine vorteilhafte Ausfüh
rungsform des Verfahrens darin, daß das aus Innen-
und Außenbehälter, sowie Anschlüssen für den Strö
mungsbereich und einem Füllkanal zum Einfüllen des
Speichermediums bestehende Wärmespeichergehäuse aus
geheizt, dann abgekühlt und dann mit dem zumindest
annähernd die maximale Speicherbetriebstemperatur
aufweisenden Speichermedium vollständig befüllt wird,
worauf der Füllkanal verschlossen wird.
Durch das Einfüllen des Speichermediums nahe der
maximalen Betriebstemperatur des Speichers wird er
reicht, daß während des Betriebs des Wärmespeichers
allenfalls vernachlässigbare mechanische Beanspru
chungen des Speicherbereichs des Wärmespeichers auf
grund der Volumendehnungen des Speichermediums auf
treten können.
Der Füllvorgang mit einer nahe der maximalen Be
triebstemperatur liegenden Fülltemperatur kann wegen
des Dampfdrucks im Speichermedium auf Schwierigkeiten
stoßen, außerdem stellt die Beheizung des Speicherme
diums einen zusätzlichen Aufwand dar, weshalb es
erwünscht sein kann, das Speichermedium mit einer
Fülltemperatur in den Wärmespeicher einzubringen, die
nicht wesentlich über dem Schmelzpunkt liegt. Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens
besteht deshalb darin, daß die Füllmenge des Spei
chermediums so bemessen wird, daß bei der maximal
auftretenden Temperatur das Volumen des Speicherme
diums höchstens gleich dem zugeordneten Kammervolumen
ist.
Nach der Erfindung ist der Isolierbereich des
Speichers vor dem Einfüllen des Speichermediums in
den Speicherbereich bereits für seine isolierende
Aufgabe bereit. Der Wärmespeicher muß deshalb derart
gestaltet sein, daß die Einrichtungen für die Ein
bringung des Speichermediums in das mit dem be
triebsbereit vorbereiteten Isolierbereich versehene
Wärmespeichergehäuse die Wirksamkeit der Isolierung
möglichst wenig beeinträchtigen. Es stellt deshalb
auch eine Aufgabe der Erfindung dar, einen Wärmespei
cher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah
rens zu schaffen, der dieser Forderung gerecht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Wärmespeicher,
insbesondere Latentwärmespeicher, mit einem einen
Augen- und einen Innenbehälter aufweisenden Wärme
speichergehäuse, in dessen Innenbehälter sich ein
mindestens eine Kammer umfassender, von einem Strö
mungsbereich für ein wärmetransportierendes Medium
durchsetzter Speicherbereich zur Aufnahme des Spei
chermediums befindet, wobei der Außen- und der Innen
behälter zwischen sich einen Isolierbereich ein
schließen, durch den sich die Lagerung des Innenbe
hälters am Außenbehälter erstreckt und wobei der
Strömungsbereich mit den Isolierbereich durchque
renden, nach außen führenden Anschlüssen versehen
ist, derart ausgebildet, daß eine am Speicherbereich
angeordnete Füllöffnung von der Außenseite des Wärme
speichergehäuses aus zugänglich und verschließbar
ist.
Dabei besteht eine zweckmäßige Ausgestaltung darin,
daß der Speicherbereich mit einem verschließbaren,
außerhalb des Isolierbereichs ausmündenden Füllkanal
versehen ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin,
daß der Füllkanal einen im Isolierbereich bezogen
auf die Einbauposition des Wärmespeichers von oben
nach unten verlaufenden Abschnitt aufweist, dessen
unteres Ende mit einem aus dem Isolierbereich heraus
führenden, verschließbaren Leitungsabschnitt ver
bunden ist, so daß sich in diesem von oben nach unten
verlaufenden Abschnitt eine Sperrschicht im Speicher
medium ausbilden kann.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform besteht
darin, daß der Füllkanal nahe dem Speicherbereich mit
einem Verschluß versehen ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin,
daß der Füllkanal durch den Isolierbereich nach außen
geführt ist und nahe dem Speicherbereich durch einen
durch den Füllkanal einführbaren Verschlußstopfen
verschließbar ist, wobei eine besonders zweckmäßige
Ausführungsform darin besteht, daß der Füllkanal mit
zwei in Durchströmrichtung des Kanals einen Abstand
voneinander aufweisenden Verschlüssen versehen ist,
weil von den beiden Verschlüssen eine isolierende
Luftschicht eingeschlossen wird. Dabei befindet sich
der eine Verschluß vorzugsweise nahe dem Innenbehäl
ter und der andere Verschluß vorzugsweise nahe dem
Außenbehälter.
Es stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung
dar, daß die Füllöffnung durch einen der Anschlüsse
für das wärmetransportierende Medium zugänglich ist,
weil dadurch eine zusätzliche Wärmebrücke zwischen
Innen- und Außenbehälter vermieden wird. Vorzugsweise
ist dabei der Füllkanal durch einen der Anschlüsse
für das wärmetransportierende Medium geführt.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform noch dadurch, daß bezogen
auf die Einbauposition des Wärmespeichers zumindest
der den Füllkanal aufnehmende Anschluß einen im Iso
lierbereich von oben nach unten verlaufenden, nach
unten aus dem Außenbehälter herausgeführten Abschnitt
aufweist und daß der Füllkanal nahe dem oberen Ende
dieses Abschnitts endet. Bei der Unterbrechung der
Wärmezufuhr wird sich im von oben nach unten verlau
fenden Abschnitt zwischen dem unteren, kalten und dem
oberen, mit dem Speicherraum im Innenbehälter in
Verbindung stehenden und daher warmen Bereich des
wärmetransportierenden Mediums eine die Isolier
wirkung verbessernde Sperrschicht ausbilden, wobei
eine die Sperrschicht durchquerende Wärmebrücke da
durch vermieden wird, daß der Füllkanal nahe dem
oberen Ende dieses Abschnitts endet, wo er bei ge
radliniger Ausbildung dieses Abschnitts außerdem
relativ einfach mit einem durch diesen Abschnitt des
Anschlusses eingeführten Stopfen verschließbar ist.
Man kann das Speichermedium im Speicherbereich auch
in Form von eine Hülle aufweisenden Modulen anordnen,
wobei die Module in einer vorgegebenen Achsrichtung
angeordnet werden können. Auch kugelförmige Module
sind möglich. Bei Wärmespeichern dieser Art stellt es
eine vorteilhafte Ausgestaltung dar, daß der Füllka
nal einen den Durchtritt der Module gestattenden
Querschnitt aufweist und sich in dieser Achsrichtung
geradlinig zwischen einer Füllöffnung am Innenbehäl
ter und einer Füllöffnung am Außenbehälter erstreckt
und daß diesem Füllkanal ein Verschlußstopfen zuge
ordnet ist, der in Schließposition den Füllkanal
zwischen beiden Füllöffnungen verschließt, wobei es
wegen des relativ groben Querschnitts des Füllkanals
eine vorteilhafte Ausgestaltung darstellt, daß der
Verschlußstopfen als evakuierter Hohlkörper ausgebil
det ist. Um die Wärmeleitwege im Bereich des Ver
schlußstopfens möglichst lang zu gestalten, stellt es
eine weitere zweckmäßige Ausbildung dar, daß der
Füllkanal und/oder der Verschlußstopfen zwischen den
Füllöffnungen eine wellrohrartige Wandung aufweisen.
Eine völlig andere, geeignete Ausführungsform besteht
darin, daß das Wärmespeichergehäuse aus zwei doppel
wandigen, in ihrer Wandung jeweils einen Isolierbe
reich einschließenden, becherförmigen, einander über
greifenden Teilen besteht, deren einer mit den An
schlüssen für das wärmetransportierende Medium verse
hen und zur Aufnahme des Speichermediums vorbereitet
ist.
Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Er
findung wird diese näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Wärmespeichers,
Fig. 2 eine bevorzugte, zweite Ausführungsform,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines
Wärmespeichers, der das Speichermedium in
Form von Modulen enthält,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Wärme
speichers mit einem zweiteiligen Wärmespei
chergehäuse, das im Innenbehälter eine Kamm
elemente und Durchströmkanäle aufweisende
Kartusche enthält,
Fig. 5 einen weitere Ausführungsform eines Wärme
speichers mit fest in den Innenbehälter
eingebauten, über eine gemeinsame Fülleitung
befüllbaren Kammerelementen und
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht
zweier benachbarter Kammerelemente mit einem
zwischen ihnen eingefügten Abstandshalter.
In der Zeichnung ist das als Metallkonstruktion aus
geführte Gehäuse eines Latentwärmespeichers allgemein
mit 10 bezeichnet. Dieses Gehäuse 10 besteht aus
einem zylindrischen Außenbehälter 12 und einem zu
diesem koaxial angeordneten, ebenfalls zylindrischen
Innenbehälter 14, wobei der Innenbehälter 14 durch
eine geeignete, hier nicht dargestellte Aufhängung
bzw. Abstützung derart gegenüber dem Außenbehälter 12
positioniert ist, daß zwischen dem Außenbehälter 12
und dem Innenbehälter 14 allseits ein Abstand be
steht, durch den ein Isolierraum 16 gebildet wird.
Der Innenbehälter 14 ist an seiner einen Stirnseite
18 mit einer Zuleitung 20 und einer parallel zu
dieser angeordneten und deshalb in der Zeichnung
verdeckten Abflußleitung für ein wärmetransportieren
des Medium versehen. Diese Leitungen münden in eine
Kammer 22 im Innenbehälter, die durch eine vertikale
Trennwand in einen der Zuleitung 20 zugeordneten
Abschnitt und einen der Rückflußleitung zugeordneten
Abschnitt unterteilt ist. Im Innenbehälter 14 ist
außerdem in an sich bekannter und deshalb hier nicht
näher dargestellter Weise ein wärmespeicherndes Me
dium, z. B. in Form einer Salzmischung oder Salzlö
sung, derart in einer oder mehreren Kammern unterge
bracht, daß eine möglichst grobe Trennfläche zwischen
dem vom wärmetransportierenden Medium und dem vom
wärmespeichernden Medium eingenommenen Bereich gebil
det wird. In der Zeichnung wird lediglich schematisch
eine Kammer 24 dargestellt.
Im Isolierraum 16 wird,vorzugsweise ein Hochvakuum
erzeugt. Um dieses möglichst lang aufrechtzuerhalten,
werden in an sich bekannter Weise durch Beheizung
etwa im Bereich von 400°C die dem Isolierraum 16
zugewandten Oberflächen des Wärmespeichergehäuses 10
entgast.
Um Wärmeverluste so gering wie möglich zu halten,
wird die Aufhängung bzw. Abstützung des Innenbehäl
ters 14 im Außenbehälter derart ausgeführt, daß Wär
mebrücken weitgehend vermieden werden. Außerdem sind
die Zuleitung 20 und die Abflußleitung bezogen auf
die Einbaulage des Wärmespeichers derart angeschlos
sen, daß sie einen Abschnitt 26 aufweisen, der über
eine möglichst grobe vertikale Länge durch den Iso
lierraum 16 nach unten verläuft, wo er jeweils durch
den Außenbehälter 12 nach außen geführt ist. Bei den
gezeigten Beispielen beginnen Zuleitung 20 und Ab
flußleitung am Innenbehälter mit einem in den verti
kalen Abschnitt 26 überleitenden Krümmer 28. Im verti
kalen Abschnitt 26 der Zuleitung 20 und der Rückfluß
leitung kann sich eine Sperrschicht zwischen dem
heißen, wärmetransportierenden Medium innerhalb des
Innenbehälters 14 und dem sich nach Unterbrechung der
Wärmezufuhr abkühlenden Teil des wärmetransportieren
den Mediums außerhalb des Wärmespeichers ausbilden,
wodurch die Isolierwirkung weiter verbessert wird.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die
Kammer 24 über einen vom Innenbehälter 14 aus den
Isolierraum 16 durchquerenden und die Wandung 30 des
Außenbehälters 12 nach außen durchdringend Füllkanal
32 von der Außenseite des Wärmespeichergehäuses 10
aus befüllbar. Der Füllkanal 32 ist U-förmig geführt,
um eine möglichst grobe Länge aufzuweisen und besitzt
außerdem ähnlich wie die Zuleitung 20 und die Rück
flußleitung einen vertikalen Abschnitt 34, dessen
unteres Ende zur Ausbildung einer Sperrschicht mit
dem kalten Außenbehälter und dessen oberes Ende mit
dem warmen Innenbehälter verbunden ist. Der Füllkanal
ist mit einem Verschlußstopfen 36 im Bereich der
Wandung 30 des Außenbehälters 12 versehen. Eine an
dere, nicht gezeigte Möglichkeit besteht darin, im
Füllkanal 32 mit Abstand voneinander zwei Verschluß
stopfen anzuordnen, z. B. einen Verschlußstopfen im
Bereich der Wandung 36 des Innenbehälters 14 und
einen weiteren Stopfen im Bereich der Wandung 30 des
Außenbehälters 12, so daß sich zwischen beiden Stop
fen eine isolierende Luftkammer befinden kann.
Bei der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungs
form ist die Kammer 24 ist mit einem Füllkanal 40
verbunden, der innerhalb der Zuleitung 20 mit Abstand
von deren Wandung 42 verläuft und hinter dem Krümmer
28 im Anfangsbereich des geradlinigen Abschnitts 26
endet, wo der Füllkanal 40 mit einem Stopfen 44
verschließbar ist, der durch den geradlinigen Ab
schnitt der Zuleitung 20 eingeführt werden kann. Der
Füllkanal 40 befindet sich dadurch stets innerhalb
des vom warmen Teil des wärmetransportierenden Me
diums eingenommenen Bereich, wodurch Wärmeverluste
besonders gut vermieden werden können.
Eine weitere, nicht gezeigte Variante besteht darin,
die Kammer 24 mit einer verschließbaren Füllöffnung
zu versehen, ohne daß sich an diese Füllöffnung ein
Füllkanal anschließt, wobei aber die Füllöffnung
durch die Zuleitung 20 oder die Rückflußleitung zu
gänglich ist. Dabei kann die Füllöffnung mit einem
Schraubverschluß mittels eines durch die Zuleitung 20
oder die Rückflußleitung einzuführenden Werkzeugs
verschlossen werden, es kann aber auch an der Füll
öffnung ein Ventil angebracht werden, welches während
der Befüllung durch eine zu diesem Zweck vorüberge
hend in die Zuleitung 20 oder die Rückflußleitung
einzuführende und an der Füllöffnung anzusetzende
Fülleitung geöffnet wird.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines Wärme
speichers, bei der angenommen wird, daß sich das
Speichermedium in Form einzelner, von einer Hülle
umgebener Module im Innenbehälter befindet, wobei die
Module in der Durchflußrichtung des wärmetransportie
renden Mediums ausgerichtet sind, das von dem mit der
Zuleitung 20 verbundenen Abschnitt der der einen
Stirnwand 46 des Innenbehälters 14 benachbarten Kam
mer 22 zu einer der anderen Stirnwand 48 des Innenbe
hälters 14 benachbarten Umlenkkammer 50 und von dort
zurück zu dem der Rückflußleitung zugeordneten Ab
schnitt der Kammer 22 fliegt.
Um diese Module in erfindungsgemäßer Weise nach dem
Ausheizen des Isolierraums 16 einbringen zu können,
sind eine Füllöffnung 49 an der Stirnwand 48 des
Innenbehälters 14 und eine Füllöffnung 52 an der
gegenüberliegenden Stirnwand 54 des Außenbehälters 12
durch einen Füllkanal 56 verbunden, dessen Quer
schnitt ausreichend grob ist, um den Durchtritt der
Module zu gestatten. Der Füllkanal 56 ist durch einen
als evakuierter Hohlkörper ausgebildeten Verschluß
stopfen 58 verschließbar, der in seiner Schließposition
den Füllkanal 56 im wesentlichen ausfüllt und
die Füllöffnung 48 am Innenbehälter 14 dichtend ver
schließt, wie dies schematisch durch eine Dichtung 60
angedeutet ist. Vorzugsweise ist auch eine Dichtung,
62 zur Abdichtung der Füllöffnung 52 im Außenbehälter
vorgesehen. Die Wandung des Füllkanals 56 und die
entsprechende Wandung des Verschlußstopfens 58 sind
als Wellrohre gestaltet, um eine möglichst grobe
Länge der Wärmebrücke zwischen Innenbehälter 14 und
Außenbehälter 12 zu erhalten.
Noch eine weitere, einen anderen Lösungsweg aufzei
gende Variante eines Wärmespeichers zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 4.
Bei dieser Ausführungsform ist das Wärmespeicherge
häuse 110 aus zwei jeweils doppelwandigen, becherför
migen Teilen 110a und 110b zusammengesetzt, wobei der
Innendurchmesser des Teils 110a dem Außendurchmesser
des Teils 110b angepaßt ist, so daß der Teil 110b zum
Schliefen des Gehäuses 110 auf den Teil 110a aufge
schoben werden kann und den Teil 110a dann großen
teils übergreift. Die Zuleitung 20 und die Rückfluß
leitung sind mit dem äußeren Teil 110b verbunden und
münden an dessen Innenseite aus.
Der innere Teil 110a nimmt das wärmespeichernde Me
dium auf, wofür die Kammer 124 im Inneren des inneren
Teils 110a entweder eine Kartusche 117 aufnimmt, die
sowohl über jeweils eine Einfüllöffnung mit Ver
schlußstopfen 119 befüllbare Kammerelemente 125 für
das Speichermedium, als auch durch Abstandshalter 121
freigehaltene Durchströmkanäle 123 für das wärmeabge
bende Medium aufweist, wobei die durch Abstandshalter
auf Distanz gehaltenen, eine Kartusche bildenden
Kammerelemente 125 z. B. von nicht gezeigten Bändern
umschlossen zu der Kartusche 117 zusammengefaßt sind,
oder wofür die Kammer 124 bereits mit derartigen
Durchströmkanälen und einer die Kammer 124 ab
schließenden, von diesen Durchströmkanälen durchbro
chenen Stirnwand versehen ist, in der sich eine
verschließbare Füllöffnung befindet.
Bei der Herstellung des Wärmetauschers gemäß Fig. 4
wird der Hohlraum innerhalb der doppelten Wandung der
Teile 110a bzw. 110b jeweils durch Ausheizen und
Evakuieren vorzugsweise mit einem Hochvakuum verse
hen. Nach ausreichender Abkühlung wird entweder die
erwähnte Kartusche 117 in die Kammer 124 des inneren
Teils 110a eingelegt oder die Kammer 124 über ihre
Füllöffnung mit Speichermedium befüllt und verschlos
sen, worauf dann der äußere Teil 110b über den inne
ren Teil geschoben wird.
Die Fig. 9 zeigte eine weitere mögliche Ausführungs
form eines Wärmespeichers, bei dem im Innenbehälter
14 durch Abstandhalter 121 zur Freihaltung von
Durchströmkanälen 123 voneinander getrennte Kammer
elemente 125 fest eingebaut und an eine geineinsame
Fülleitung 129 angeschlossen sind, die durch den
Krümmer 28 der Zuleitung 20 geführt und zu Beginn des
vertikal nach unten führenden Abschnittes 26 der
Zugleitung 20 endet und dort mit einer Verschlußkappe
131 verschlossen ist.
Claims (17)
1. Verfahren zur Herstellung eines einen Außen-
und einen Innenbehälter umfassenden Wärmespeichers,
insbesondere eines Latentwärmespeichers, der im In
nenbehälter einen mindestens eine Kammer umfassenden,
von einem Strömungsbereich für ein wärmetransportie
rendes Medium durchsetzten Speicherbereich zur Auf
nahme des Speichermediums aufweist, wobei der Außen-
und der Innenbehälter zwischen sich einen durch Aus
heizung und Evakuierung erzeugten Isolierbereich einschließen,
durch den sich die Lagerung des Innenbe
hälters am Außenbehälter erstreckt und wobei der
Strömungsbereich mit den Isolierbereich durchqueren
den, nach außen führenden Anschlüssen versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierbereich
zunächst ausgeheizt und evakuiert und anschließend
das Speichermedium in den Speicherbereich eingebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aus Innen- und Außenbehälter, sowie
Anschlüssen für den Strömungsbereich und einem Füll
kanal zum Einfüllen des Speichermediums bestehende
Wärmespeichergehäuse ausgeheizt, dann abgekühlt und
dann mit dem zumindest annähernd die maximale Spei
cherbetriebstemperatur aufweisenden Speichermedium
vollständig befüllt wird, worauf der Füllkanal ver
schlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aus Innen- und Außenbehälter, sowie
Anschlüssen für den Strömungsbereich und einem Füll
kanal zum Einfüllen des Speichermediums bestehende
Wärmespeichergehäuse ausgeheizt, dann abgekühlt und
dann das Speichermedium in den Speicherbereich einge
füllt wird, wobei die Füllmenge des Speichermediums
so bemessen wird, daß bei der maximal auftretenden
Temperatur das Volumen des Speichermediums höchstens
gleich dem zugeordneten Kammervolumen ist.
4. Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespei
cher, mit einem einen Außen- (12) und einen Innenbe
hälter (14) aufweisenden Wärmespeichergehäuse (10) in
dessen Innenbehälter (14) ein mindestens eine Kammer
(24) umfassender, von einem Strömungsbereich für ein
wärmetransportierendes Medium durchsetzter Speicher
bereich zur Aufnahme des Speichermediums befindet,
wobei der Außen- (12) und der Innenbehälter (14)
zwischen sich einen Isolierbereich (16) einschließen,
durch den sich die Lagerung des Innenbehälters am
Außenbehälter erstreckt und wobei der Strömungsbe
reich mit den Isolierbereich (16) durchquerenden,
nach außen führenden Anschlüssen (20) versehen ist,
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine am Speicherbereich
(24) angeordnete Füllöffnung (50) von der Außenseite
des Wärmespeichergehäuses (10) aus zugänglich und
verschließbar ist.
5. Wärmespeicher nach Anspruch 4 dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherbereich (24) mit einem ver
schließbaren, außerhalb des Isolierbereichs (16)
ausmündenden Füllkanal (32; 56) versehen ist.
6. Wärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Füllkanal (40; 56) nahe dem Spei
cherbereich (24) mit einem Verschluß (44; 58) verse
hen ist.
7. Wärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Füllkanal durch den Isolierbereich
nach außen geführt ist und nahe dem Speicherbereich
durch einen durch den Füllkanal einführbaren Ver
schlußstopfen verschließbar ist.
8. Wärmespeicher nach nach einem der Ansprüche 6
oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal mit
zwei in Durchströmrichtung des Kanals einen Abstand
voneinander aufweisenden Verschlüssen versehen ist.
9. Wärmespeicher nach den Ansprüchen 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal auch nahe
dem Außenbehälter mit einem Verschluß versehen ist.
10. Wärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Füllkanal (32) einen im Isolierbe
reich (16) bezogen auf die Einbauposition des Wärme
speichers von oben nach unten verlaufenden Abschnitt
(34) aufweist, dessen unteres Ende mit einem aus dem
Isolierbereich (16) herausführenden, verschließbaren
Leitungsabschnitt verbunden ist.
11. Wärmespeicher nach nach einem der Ansprüche 4
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung
durch einen der Anschlüsse (20) für das wärmetran
sportierende Medium zugänglich ist.
12. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 5 bis
10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Füllkanal (40) durch einen der Anschlüsse (20) für
das wärmetransportierende Medium geführt ist.
13. Wärmespeicher nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß bezogen auf die Einbauposition
des Wärmespeichers zumindest der den Füllkanal (40)
aufnehmende Anschluß (20) einen im Isolierbereich
(16) von oben nach unten verlaufenden, nach unten aus
dem Außenbehälter (12) herausgeführten Abschnitt (26)
aufweist und daß der Füllkanal (40) nahe dem oberen
Ende dieses Abschnitts endet.
14. Wärmespeicher nach Anspruch 5 mit im Speicher
bereich angeordneten, das Speichermedium enthalten
den, in einer Achsrichtung ausgerichteten Modulen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (56) einen
den Durchtritt der Module gestattenden Querschnitt
aufweist und sich in dieser Achsrichtung geradlinig
zwischen einer Füllöffnung (50) am Innenbehälter (14)
und einer Füllöffnung (52) am Außenbehälter (12)
erstreckt und daß diesem Füllkanal (56) ein Ver
schlußstopfen (58) zugeordnet ist, der in Schließposition
den Füllkanal (56) zwischen beiden Füllöff
nungen (50, 52) verschließt.
15. Wärmespeicher nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (58) als eva
kuierter Hohlkörper ausgebildet ist.
16. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 14 oder
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (56)
und/oder der Verschlußstopfen (58) zwischen den Füll
öffnungen (50, 52) eine wellrohrartige Wandung auf
weisen.
17. Wärmespeicher zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Wärmespeichergehäuse (110) aus zwei doppelwandigen,
in ihrer Wandung jeweils einen Isolierbereich ein
schließenden, becherförmigen, einander übergreifenden
Teilen (110a, 110b) besteht, deren einer mit den
Anschlüssen für das wärmetransportierende Medium
versehen und zur Aufnahme des Speichermediums vorbe
reitet ist.
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