DE4020861C2 - Verfahren zur Herstellung eines einen Außen- und Innenbehälter umfassenden Wärmespeichers - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines einen Außen- und Innenbehälter umfassenden Wärmespeichers

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einen Außen- und einen Innenbehälter umfassenden Wärmespei­ chers, insbesondere eines Latentwärmespeichers, der im Innenbehälter mindestens eine Kammer aufweist, in der sich ein Strömungsbereich für ein wärmetransportierendes Medium und ein Speicherbereich zur Aufnahme des Speicherme­ diums befindet, wobei der Außen- und der Innenbehälter zwischen 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 verblei­ benden, vom wärmetransportierenden Medium getrennten Spei­ chermedien, insbesondere auch die Latentwärmespeicherung in schmelzenden Salzgemischen oder anderen Speichermedien ist bereits bekannt. Um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten, ist eine hochwirksame thermische Isolierung des das Speichermedium 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, wie es beispielsweise aus der DE 36 14 318 A1 bekannt ist. Damit dieses Vakuum möglichst dauerhaft aufrechterhalten werden kann, müssen die dem Isolierraum zugewandten Oberflächen des inneren und des äußeren Behälters und eventuelle Einbauten im Isolierraum entgast werden, wozu eine als Ausheizung bezeichnete Wärmeeinwirkung bei gleichzeitiger Abfuhr der freigesetzten Gabe erforder­ lich ist. Je höher die Ausheiztemperatur liegt, desto effizienter und umso kürzer und billiger wird die Aus­ heizung. Eine Ausheizungstemperatur von ca. 400°C ist wün­ schenswert, jedoch können die Speichermedien in der Regel dieser Temperatur nicht ausgesetzt werden. Abgesehen von einer möglichen Degradierung, d. h. einem möglichen Zerfall des Speichermediums, kann eine Temperatur in dieser Grö­ ßenordnung zu einer erheblichen Druckbildung im Speicher­ bereich führen, insbesondere wenn der Siedepunkt des Spei­ chermediums überschritten wird.
Die Umwandlungstemperatur üblicher, bei Kraftfahrzeugen eingesetzter Speichermedien für Latentwärmespeicher liegt beispielsweise bei etwa 70°C und mit geringfügig höherer Temperatur wird die Befüllung des Speicherbereichs durchge­ führt. Die maximale Betriebstemperatur liegt bei 125°C.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Herstel­ lung eines Wärmespeichers zu ermöglichen und insbesondere die Voraussetzung dafür zu schaffen, die Ausheizungs­ temperatur nach praktischen Bedürfnissen ohne Rücksicht auf das Speichermedium frei wählen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Isolierbe­ reich zunächst ausgeheizt und evakuiert und anschließend das Speichermedium in den Speicherbereich eingebracht wird.
Damit ist die Möglichkeit geboten, das Wärmespeichergehäuse vollständig zusammenzubauen und dann die Ausheizung durch­ zuführen, ohne daß der Wärmeeinwirkung mit Rücksicht auf das Speichermedium Beschränkungen auferlegt sind, weil das Spei­ chermedium erst nach der Ausheizung in den ihm zugeordneten Bereich innerhalb des Innenbehälters eingebracht werden kann.
Eine weitere Voraussetzung für eine kostengünstige Herstel­ lung des Wärmespeichers besteht darin, daß während des Betriebs des Wärmespeichers allenfalls vernachlässigbare Volumendehnungen und daraus resultierende mechanische Bean­ spruchungen der Wandung des Speicherbereichs des Wärmespei­ chers auftreten können.
Zu diesem Zweck besteht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens darin, daß das aus Innen- und Außenbehälter, sowie Anschlüssen für den Strömungsbereich und einem Füll­ kanal zum Einfüllen des Speichermediums bestehende Wärme­ speichergehäuse ausgeheizt, 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 erreicht, daß während des Betriebs des Wärmespeichers allenfalls vernachlässigbare mechanische Beanspruchungen des Speicherbereichs des Wärme­ speichers aufgrund der Volumendehnungen des Speichermediums auftreten können.
Der Füllvorgang mit einer nahe der maximalen Betriebstempe­ ratur liegenden Fülltemperatur kann wegen des Dampfdrucks im Speichermedium auf Schwierigkeiten stoßen, außerdem stellt die Beheizung des Speichermediums 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 Speichermediums so bemessen wird, daß bei der maximal auftretenden Temperatur das Volu­ men des Speichermediums höchstens gleich dem Volumen des Speicherbereichs ist.
Nach der Erfindung ist der Isolierbereich des Speichers vor dem Einfüllen des Speichermediums in den Speicherbereich bereits für seine isolierende Aufgabe bereit. Der Wärme­ speicher muß deshalb derart gestaltet sein, daß die Einrich­ tungen für die Einbringung des Speichermediums in das mit dem betriebsbereit vorbereiteten Isolierbereich versehene Wärmespeichergehäuse die Wirksamkeit der Isolierung mög­ lichst wenig beeinträchtigen. Es stellt deshalb auch eine Aufgabe der Erfindung dar, einen Wärmespeicher zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, der dieser Forderung gerecht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Wärmespeicher, insbeson­ dere Latentwärmespeicher, mit einem einen Außen- und einen Innenbehälter aufweisenden Wärmespeichergehäuse, in dessen Innenbehälter mindestens eine Kammer vorgesehen ist, in der sich ein Strömungsbereich für ein wärmetransportierendes Medium und ein Speicherbereich zur Aufnahme des Spei­ chermediums befindet, wobei der Außen- und der Innenbehälter zwischen sich einen Isolierbereich einschließen, durch den sich die Lagerung des Innenbehälters am Außenbehälter er­ streckt und wobei der Strömungsbereich mit den Isolierbe­ reich durchquerenden, nach außen führenden Anschlüssen ver­ sehen ist, derart ausgebildet, daß eine am Speicherbereich angeordnete Füllöffnung von der Außenseite des Wärmespei­ chergehäuses aus zugänglich und verschließbar ist.
Dabei besteht eine zweckmäßige Ausgestaltung darin, daß der Speicherbereich der Kammer mit einem verschließbaren, außerhalb des Isolierbereichs mündenden Füllkanal versehen ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß der Füllkanal einen im Isolierbereich bezogen auf die Ein­ bauposition des Wärmespeichers von oben nach unten verlau­ fenden Abschnitt aufweist, dessen unteres Ende mit einem aus dem Isolierbereich herausführenden, verschließbaren Lei­ tungsabschnitt verbunden ist, so daß sich in diesem von oben nach unten verlaufenden Abschnitt eine Sperrschicht im Speichermedium ausbilden kann.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß der Füllkanal nahe dem Speicherbereich der Kammer mit einem Verschluß versehen ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Füllkanal 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 Füllkanals einen Abstand voneinander aufweisenden Ver­ schlüssen versehen ist, weil von den beiden Verschlüssen eine isolierende Luftschicht eingeschlossen wird. Dabei befindet sich der eine Verschluß vorzugsweise nahe dem Innenbehälter und der andere Verschluß vorzugsweise nahe dem Außenbehälter.
Es stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar, daß die Füllöffnung durch einen der Anschlüsse für das wärme­ transportierende 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 bevorzug­ ten Ausführungsform noch dadurch, daß bezogen auf die Ein­ bauposition des Wärmespeichers zumindest der den Füllkanal aufnehmende Anschluß einen im Isolierbereich von oben nach unten verlaufenden, nach unten aus dem Außenbehälter heraus­ geführten 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 verlaufen­ den Abschnitt zwischen dem unteren, kalten und dem oberen, mit dem Speicherraum im Innenbehälter in Verbindung stehen­ den und daher warmen Bereich des wärmetransportierenden Mediums eine die Isolierwirkung verbessernde Sperrschicht ausbilden, wobei eine die Sperrschicht durchquerende Wärme­ brücke dadurch vermieden wird, daß der Füllkanal nahe dem oberen Ende dieses Abschnitts endet, wo er bei geradliniger 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 Wärme­ speichern dieser Art stellt es eine vorteilhafte Ausgestal­ tung dar, daß der Füllkanal einen den Durchtritt der Module gestattenden Querschnitt aufweist und sich in dieser Achs­ richtung geradlinig zwischen einer Füllöffnung am Innenbe­ hälter und einer Füllöffnung am Außenbehälter erstreckt und daß diesem Füllkanal ein Verschlußstopfen zugeordnet ist, der in Schließposition den Füllkanal zwischen beiden Füll­ öffnungen verschließt, wobei es wegen des relativ großen Querschnitts des Füllkanals eine vorteilhafte Ausgestaltung darstellt, daß der Verschlußstopfen als evakuierter Hohl­ körper ausgebildet ist. Um die Wärmeleitwege im Bereich des Verschlußstopfens 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 doppelwandigen, in ihrer Wandung jeweils einen Isolierbereich einschließenden, becherförmigen, einander übergreifenden Teilen besteht, deren einer mit den Anschlüssen für das wärmetransportie­ rende Medium versehen und zur Aufnahme des Speichermediums geeignet ist.
Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmespeichers,
Fig. 2 eine bevorzugte, zweite Ausführungsform,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Wärmespeichers, der das Speichermedium in Form von Modulen ent­ hält,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Wärmespeichers mit einem zweiteiligen Wärmespeichergehäuse, das im Innenbehälter eine Kammerelemente und Durchströmkanäle aufweisende Kartusche enthält,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Wärmespeichers 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 ausgeführte Gehäuse eines Latentwärmespeichers allgemein mit 10 bezeich­ net. Dieses Gehäuse 10 besteht aus einem zylindrischen Außenbehälter 12 und einem zu diesem koaxial angeordneten, ebenfalls zylindrischen Innenbehälter 14, wobei der Innen­ behälter 14 durch eine geeignete, hier nicht dargestellte Aufhängung bzw. Abstützung derart gegenüber dem Außen­ behälter 12 positioniert ist, daß zwischen dem Außenbehälter 12 und dem Innenbehälter 14 allseits ein Abstand besteht, 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 wärmetransportierendes 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 Ab­ schnitt unterteilt ist. Im Innenbehälter 14 ist außerdem in an sich bekannter und deshalb hier nicht näher dargestellter Weise ein wärmespeicherndes Medium, z. B. in Form einer Salz­ mischung oder Salzlösung, derart in einer oder mehreren Kammern untergebracht, daß eine möglichst große Trennfläche zwischen dem vom wärmetransportierenden Medium und dem vom wärmespeichernden Medium eingenommenen Bereich gebildet wird. In der Zeichnung wird lediglich schematisch eine Kam­ mer 24 dargestellt.
Im Isolierraum 16 wird 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 Innenbehälters 14 im Außen­ behälter derart ausgeführt, daß Wärmebrücken weitgehend vermieden werden. Außerdem sind die Zuleitung 20 und die Abflußleitung bezogen auf die Einbaulage des Wärmespeichers derart angeschlossen, daß sie einen Abschnitt 26 aufweisen, der über eine möglichst große vertikale Länge durch den Isolierraum 16 nach unten verläuft, wo er jeweils durch den Außenbehälter 12 nach außen geführt ist. Bei den gezeigten Beispielen beginnen Zuleitung 20 und Abflußleitung am Innen­ behälter mit einem in den vertikalen Abschnitt 26 überlei­ tenden Krümmer 28. Im vertikalen Abschnitt 26 der Zuleitung 20 und der Rückflußleitung kann sich eine Sperrschicht zwischen dem heißen, wärmetransportierenden Medium innerhalb des Innenbehälters 14 und dem sich nach Unterbrechung der Wärmezufuhr abkühlenden Teil des wärmetransportierenden 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 durchdringenden Füllkanal 32 von der Außenseite des Wärmespeichergehäuses 10 aus befüllbar. Der Füllkanal 32 ist U-förmig geführt, um eine möglichst große Länge aufzuweisen und besitzt außerdem ähnlich wie die Zuleitung 20 und die Rückflußleitung einen vertikalen Abschnitt 34, dessen un­ teres Ende zur Ausbildung einer Sperrschicht mit dem kalten Außenbehälter und dessen oberes Ende mit dem warmen Innen­ behälter verbunden ist. Der Füllkanal ist mit einem Ver­ schlußstopfen 36 im Bereich der Wandung 30 des Außenbe­ hälters 12 versehen. Eine andere, nicht gezeigte Möglichkeit besteht darin, im Füllkanal 32 mit Abstand voneinander zwei Verschlußstopfen anzuordnen, z. B. einen Verschlußstopfen im Bereich der Wandung des Innenbehälters 14 und einen wei­ teren Stopfen im Bereich der Wandung 30 des Außenbehälters 12, so daß sich zwischen beiden Stopfen eine isolierende Luftkammer befinden kann.
Bei der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist die Kammer 24 mit einem Füllkanal 40 verbunden, der inner­ halb der Zuleitung 20 mit Abstand von deren Wandung 42 ver­ läuft und hinter dem Krümmer 28 im Anfangsbereich des gerad­ linigen Abschnitts 26 endet, wo der Füllkanal 40 mit einem Stopfen 44 verschließbar ist, der durch den geradlinigen Abschnitt der Zuleitung 20 eingeführt werden kann. Der Füll­ kanal 40 befindet sich dadurch stets innerhalb des vom war­ men Teil des wärmetransportierenden Mediums eingenommenen Bereich, wodurch Wärmeverluste besonders gut vermieden wer­ den 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 zugänglich ist. Dabei kann die Füllöffnung mit einem Schraubverschluß mittels eines durch die Zuleitung 20 oder die Rückflußleitung einzuführenden Werkzeugs ver­ schlossen werden, es kann aber auch an der Füllöffnung ein Ventil angebracht werden, welches während der Befüllung durch eine zu diesem Zweck vorübergehend in die Zuleitung 20 oder die Rückflußleitung einzuführende und an der Füllöff­ nung anzusetzende Fülleitung geöffnet wird.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines Wärmespeichers, 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 wär­ metransportierenden Mediums ausgerichtet sind, das von dem mit der Zuleitung 20 verbundenen Abschnitt der einen Stirn­ wand 46 des Innenbehälters 14 benachbarten Kammer 22 zu einer der anderen Stirnwand 48 des Innenbehälters 14 benach­ barten Umlenkkammer 50 und von dort zurück zu dem der Rück­ flußleitung zugeordneten Abschnitt der Kammer 22 fließt.
Um diese Module in erfindungsgemäßer Weise nach dem Aushei­ zen 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 Querschnitt ausreichend groß ist, um den Durchtritt der Module zu gestatten. Der Füllkanal 56 ist durch einen als evakuierter Hohlkörper ausgebildeten Verschlußstopfen 58 verschließbar, der in seiner Schließposition den Füllkanal 56 im wesentlichen ausfüllt und die Füllöffnung 49 am Innen­ behälter 14 dichtend verschließt, wie dies schematisch durch eine Dichtung 60 angedeutet ist. Vorzugsweise ist auch eine Dichtung 62 zur Abdichtung der Füllöffnung 52 im Außenbe­ hälter vorgesehen. Die Wandung des Füllkanals 56 und die entsprechende Wandung des Verschlußstopfens 58 sind als Wellrohre gestaltet, um eine möglichst große Länge der Wärmebrücke zwischen Innenbehälter 14 und Außenbehälter 12 zu erhalten.
Noch eine weitere, einen anderen Lösungsweg aufzeigende Variante eines Wärmespeichers zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 4. Bei dieser Aus­ führungsform ist das Wärmespeichergehäuse 110 aus zwei jeweils doppelwandigen, becherförmigen Teilen 110a und 110b zusammengesetzt, wobei der Innendurchmesser des Teils 110a dem Außendurchmesser des Teils 110b angepaßt ist, so daß der Teil 110b zum Schließen des Gehäuses 110 auf den Teil 110a aufgeschoben werden kann und den Teil 110a dann größtenteils übergreift. Die Zuleitung 20 und die Rückflußleitung sind mit dem äußeren Teil 110b verbunden und münden an dessen Innenseite aus.
Der innere Teil 110a nimmt das wärmespeichernde Medium auf, wofür die Kammer 124 im Inneren des inneren Teils 110a ent­ weder eine Kartusche 117 aufnimmt, die sowohl über jeweils eine Einfüllöffnung mit Verschlußstopfen 119 befüllbare Kammerelemente 125 für das Speichermedium, als auch durch Abstandshalter 121 freigehaltene Durchströmkanäle 123 für das wärmeabgebende Medium aufweist, wobei die durch Ab­ standshalter auf Distanz gehaltenen, eine Kartusche bilden­ den Kammerelemente 125 z. B. von nicht gezeigten Bändern um­ schlossen zu der Kartusche 117 zusammengefaßt sind, oder wofür die Kammer 124 bereits mit derartigen Durchström­ kanälen und einer die Kammer 124 abschließenden, von diesen Durchströmkanälen durchbrochenen 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 versehen. Nach ausreichender Abkühlung wird entweder die erwähnte Kartusche 117 in die Kammer 124 des inneren Teils 110b eingelegt oder die Kammer 124 über ihre Füllöffnung mit Speichermedium befüllt und verschlossen, worauf dann der äußere Teil 110a über den inneren Teil geschoben wird.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Wärmespeichers, bei dem im Innenbehälter 14 durch Abstand­ halter 121 zur Freihaltung von Durchströmkanälen 123 vonein­ ander getrennte Kammerelemente 125 fest eingebaut und an eine gemeinsame Fülleitung 129 angeschlossen sind, die durch den Krümmer 28 der Zuleitung 20 geführt und zu Beginn des vertikal nach unten führenden Abschnittes 26 der Zuleitung 20 endet und dort mit einer Verschlußkappe 131 verschlossen ist.

Claims (17)

1. Verfahren zum Herstellen eines einen Außen- und einen Innenbehälter umfassenden Wärmespeichers, insbesondere eines Latentwärmespeichers, der im Innenbehälter mindestens eine Kammer aufweist, in der sich ein Strömungsbereich für ein wärmetransportierendes Medium und ein Speicherbereich zur Aufnahme des Speichermediums befindet, wobei der Außen- und der Innenbehälter zwischen sich einen durch Ausheizung und Evakuierung erzeugten Isolierbereich einschließen, durch den sich die Lagerung des Innenbehälters am Außenbe­ hälter erstreckt und wobei der Strömungsbereich mit den Iso­ lierbereich durchquerenden, nach außen führenden Anschlüssen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierbereich zunächst ausgeheizt und evakuiert und anschließend das Spei­ chermedium in den Speicherbereich eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Innen- und Außenbehälter sowie Anschlüssen für den Strömungsbereich und einem Füllkanal zum Einfüllen des Speichermediums bestehende Wärmespeichergehäuse ausgeheizt, dann abgekühlt und dann mit dem zumindest annähernd die ma­ ximale Speicherbetriebstemperatur aufweisenden Speicherme­ dium vollständig befüllt wird, worauf der Füllkanal ver­ schlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Innen- und Außenbehälter sowie Anschlüssen für den Strömungsbereich und einem Füllkanal zum Einfüllen des Speichermediums bestehende Wärmespeichergehäuse ausgeheizt, dann abgekühlt und dann das Speichermedium in den Speicher­ bereich eingefüllt wird, wobei die Füllmenge des Speicherme­ diums so bemessen wird, daß bei der maximal auftretenden Temperatur das Volumen des Speichermediums höchstens gleich dem Volumen des Speicherbereichs ist.
4. Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, mit einem einen Außen- (12) und einen Innenbehälter (14) aufweisenden Wärmespeichergehäuse (10) in dessen Innenbehäl­ ter (14) mindestens eine Kammer (24) vorgesehen ist, in der sich ein Strömungsbereich für ein wärmetransportierendes Me­ dium und ein Speicherbereich zur Aufnahme des Speicherme­ diums befindet, wobei der Außen- (12) und der Innenbehälter (14) zwischen sich einen Isolierbereich (16) einschließen, durch den sich die Lagerung des Innenbehälters am Außenbe­ hälter erstreckt und wobei der Strömungsbereich mit den Iso­ lierbereich (16) durchquerenden, nach außen führenden An­ schlüssen (20) versehen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Speicherbereich (24) angeordnete Füllöffnung (49, 52) von der Außenseite des Wärmespeichergehäuses (10) aus zugänglich und verschließbar ist.
5. Wärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicherbereich der Kammer (24) mit einem verschließbaren, außerhalb des Isolierbereichs (16) münden­ den Füllkanal (32; 56) versehen ist.
6. Wärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllkanal (40; 56) nahe dem Speicherbe­ reich der Kammer (24) mit einem Verschluß (44; 58) versehen ist.
7. Wärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllkanal nahe dem Speicherbereich durch einen durch den Füllkanal einführbaren Verschlußstopfen ver­ schließbar ist.
8. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal mit zwei in Durch­ strömrichtung des Füllkanals einen Abstand voneinander auf­ weisenden Verschlüssen versehen ist.
9. Wärmespeicher nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal auch nahe dem Außenbehäl­ ter (12) mit einem Verschluß versehen ist.
10. Wärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllkanal (32) einen im Isolierbereich (16) bezogen auf die Einbauposition des Wärmespeichers von oben nach unten verlaufenden Abschnitt (34) aufweist, dessen unteres Ende mit einem aus dem Isolierbereich (16) heraus­ führenden, verschließbaren Leitungsabschnitt verbunden ist.
11. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung durch einen der Anschlüsse (20) für das wärmetransportierende Medium zugäng­ lich 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 wärmetranspor­ tierende Medium geführt ist.
13. Wärmespeicher nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bezogen auf die Einbauposition des Wärmespei­ chers zumindest der den Füllkanal (40) aufnehmende Anschluß (20) einen im Isolierbereich (16) von oben nach unten ver­ laufenden, nach unten aus dem Außenbehälter (12) herausge­ führten Abschnitt (26) aufweist, und daß der Füllkanal (40) nahe dem oberen Ende dieses Abschnitts endet.
14. Wärmespeicher nach Anspruch 5, mit im Speicherbe­ reich angeordneten, das Speichermedium enthaltenden, in einer Achsrichtung ausgerichteten Modulen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllkanal (56) einen den Durchtritt der Module gestattenden Querschnitt aufweist und sich in dieser Achsrichtung geradlinig zwischen einer Füllöffnung (49) am Innenbehälter (14) und einer Füllöffnung (52) am Außenbehäl­ ter (12) erstreckt, und daß diesem Füllkanal (56) ein Ver­ schlußstopfen (58) zugeordnet ist, der in Schließposition den Füllkanal (56) zwischen beiden Füllöffnungen (49, 52) verschließt.
15. Wärmespeicher nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verschlußstopfen (58) als evakuierter 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 Füllöffnungen (49, 52) eine wellrohrartige Wandung aufweisen.
17. Wärmespeicher zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmespeicherge­ häuse (110) aus zwei doppelwandigen, in ihrer Wandung je­ weils einen Isolierbereich einschließenden, becherförmigen, einander übergreifenden Teilen (110a, 110b) besteht, deren einer mit den Anschlüssen für das wärmetransportierende Me­ dium versehen ist und zur Aufnahme des Speichermediums ge­ eignet ist.
DE4020861A 1990-06-29 1990-06-29 Verfahren zur Herstellung eines einen Außen- und Innenbehälter umfassenden Wärmespeichers Expired - Fee Related DE4020861C2 (de)

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