DE4116634A1

DE4116634A1 - Speicher fuer langzeitspeicherung von waerme

Info

Publication number: DE4116634A1
Application number: DE4116634A
Authority: DE
Inventors: Thomas Neuerburg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-11-26

Description

Es ist bekannt, daß eine Langzeitspeicherung von Wärme heute nicht Stand der allgemeinen Technik ist. Die Gründe liegen darin, daß es bis heute keine Techniken gibt, die Abspeicherung von Wärme über Monate kostengünstig darzustellen.

Die bis heute bekannten Felskavernen, Gesteinshöhlen und Aquiferspeicher, offene "Teiche" im Erdreich eingegraben haben große Volumina, aber scheiden für den allgemeinen Bereich aus, weil a) die örtlichen Gegebenheiten nicht vorliegen und b) die Langzeitspeicherung wegen der gering ausgeführten Dämmung nicht vorliegt.

Die bis jetzt in Versuchshäuser eingebauten zylindrischen Metallbehälter mit außenliegender Dämmung haben folgende Nachteile:

1) hohe Kosten des metallenen Behälters.
2) Nachträglicher Einbau in ein bestehendes Gebäude nur unter sehr hohen Aufwand durchführbar.
3) Der runde Außenkörper läßt sich nicht mit Hartschaumplatten umschließen, sondern mit nur nicht so gut dämmenden Weichdämmaterialien (z. B. Glaswolle). Weiter wird durch die runde Form wichtiges Volumen verschenkt.
4) Die Stützen und die Anschlüsse stellen Wärmebrücken dar.
5) Eine Wärmeschichtung ist nur bei aufrechter Stellung möglich. Das bedeutet in einem Gebäude unter Umständen über mehrere Stockwerke ausgedehnt.

Die noch in den Anfängen steckenden Latentwärmespeicher sind wegen der hohen Kosten und geringen Zyklenzahl keine günstige Alternative.

Die chemischen Speicher (z. B. H₂SO₄) sind äußerst umweltgefährdend und sind nur als Versuchsmuster bekannt.

Problem ist, einen Wärmespeicher zu schaffen, der Wärmemengen von mehreren Megawattstunden über mehrere Monate halten kann und einfach und kostengünstig in bestehende Gebäude integriert werden kann und dessen Speichermedium billiges und überall verfügbares Wasser ist.

Erfindung

Dieses Problem wird mit dem Speicher nach Ansprucch 1 gelöst.

Vorteilhafte Wirkung der Erfindung

Durch die hohe Wärmekapazität des Wassers und den hohen Speichervolumina lassen sich Wärmemengen von mehreren Megawattstunden langfristig kostengünstig speichern, so daß Ein- und Mehrfamilienhäuser oder sonstige zu beheizende Gebäude, die wärmeisoliert und mit einer mechanischen Be- und Entlüftung versehen, ohne Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder der Beheizung mit Strom über die kalte Jahreszeit versorgt werden können. Somit stellt diese Technik eine Lösung, die heute umweltbelastende Verbrennung für Haus- und Brauchwasserwärmung abzulösen.

Weiterbildung der Erfindung

Für Gebäude, bei denen im Verhältnis zum zu beheizenden Volumen keine ausreichenden Kellerräume zur Verfügung stehen, kann das Speichervolumen auch in einem außerhalb gemauerten/betonierten Behälter, der mit wesentlich größeren Volumen im Erdreich eingelassen ist, untergebracht werden. So können dann u. U. Apartmenthäuser etc. beheizt werden.

Darstellung der Erfindung

Die Ausführung der Erfindung wird anhand Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Querschnitt durch den Wärmespeicher.

Fig. 2 Wärmespeicher in Verbund mit Kollektoren und Raumheizung.

Die Be- und Entladung erfolgt über außenliegende Wärmetauscher, die nach dem Gegenstromprinzip arbeiten.

Claims

1) Hochisolierter Wärmespeicher, der in einem Kellerraum untergebracht ist und im Sommer über Kollektoren eingefangene Wärme über etliche Monate für die Wintersaison abspeichert, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenseiten aus betonierten oder bewährt gemauerten Wänden bestehen, und somit große Volumina (<20 m³) für Speichermedien kostengünstig dargestellt werden können.

2) Wärmespeicher nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer innenliegenden Dämmschicht, die nur mit vernachlässigbarer Verformung dem Druck standhält, das Speichervolumen voll umschlossen wird, und dadurch die Wärmverluste durch Vermeidung von Wärmebrücken erheblich gemindert werden. Zur Abdichtung des flüssigen Speichermediums ist der Speicher mit einer wasser- und dampfdiffusionsfesten Folie, die auf der innenliegenden Dämmschicht aufliegt, ausgekleidet.

3) Wärmespeicher nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Wände zu den Keller- bzw. sonstigen Wänden eines Gebäudes gehören und somit die durch die Isolierung dringende Wärme sich über diese Wände im Gebäude verteilt. Aufgrund dieses Konstruktionsmerkmals ist ein nachträglicher Einbau ohne große Aufwendungen in bestehende Gebäude möglich.

4) Wärmespeicher nach Anspruch 1, 2 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Be- und Entladung zur Verminderung der Schwerkraftzirkulation über drei im Speicher aufrecht stehende Rohre erfolgt (Orgelpfeifen), die an der Austrittsöffnung mit gegenüberliegenden Pralltellern versehen sind, so daß das Speichermedium horizontal, ohne Wirbelbildung und unter Vermeidung von toten Zonen in das Speichervolumen ein/austritt und eine Wärmeschichtung eintritt. Ein Rohr endet oben an der Decke, zur Entnahme aus der wärmsten Schicht, ein Rohr endet unten auf dem Boden zur Entnahme aus der kältesten Schicht und ein Rohr in der Mitte zur Rückführung des nunmehr gekühlten Speichermediums (Raumheizung, Brauchwasser) oder erwärmten Speichermediums (Sonnenkollektoren) in den Wärmespeicher.

5) Wärmespeicher nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein druckloser Behälter ist. Das durch die Erwärmung ausdehnende Speichermedium wird in einem Ausdehnungsgefäß aufgefangen.

6) Wärmespeicher nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium einfaches Wasser genommen werden kann, das keinerlei Umweltbelastung darstellt, überall vorhanden und sehr billig ist.