DE4135453A1

DE4135453A1 - Heat storage container for short term heating - has thermal float formed from vertical flexible tube which covers heat exchanger in circuit

Info

Publication number: DE4135453A1
Application number: DE4135453A
Authority: DE
Inventors: Rene Legere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1993-04-29

Abstract

A heat storage container for short term heating with irregular, spontaneous or minimum amounts of energy. A thermal float (2) forms the top end of a vertical flexible tube (5) which is variable in height and length, and the lower end covers the heat exchanger (3) of the heat generating circuit (6) like a bell. The float is enclosed in the storage tank (1) and acts as a container through which heat generating medium flows, and is connected by associated flexible coiled tubes (4) with a flow extension of the heat exchanger to the storage tank. USE/ADVANTAGE - The medium is fed through applicable temperature layers at the same temperature and density.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicherbehälter ge mäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heat storage container ge according to the generic term of claim 1.

Es ist bekannt, Wärmespeicherbehälter so auszubilden, daß der Grad der Wärmeenergienutzung des Wärmetauschers erhöht wird. Dies ist vor allem bei einem unregelmäßig und spontan anfallenden oder einem geringen Aufkommen an zur Verfügung stehenden Energiemenge, zum Beispiel an Solarenergie, erforderlich, so daß häufig nur eine geringe Menge an geringfügig aufgeheizten Wärmeträger medien zur Verfügung steht. Es gilt, die Wärmeenergie über das aufgeheizte Wärmeträgermedium in die Tempe raturbereichsschicht eines von oben nach unten schichtenweise erwärmten Flüssigkeits-Wärmespeicher einzuleiten, deren Temperaturhöhe der des Wärmeträger mediums entspricht. Damit ist in kurzer Zeit diese Temperaturbereichsschicht im Wärmespeicher ergänzend aufheizbar, wobei eine Aufwirbelung und eine Ver mischung mit den Medienschichten niedrigerer Tempe raturbereiche durch eine geeignete Leitungsführung der Rohrleitungen eingeschränkt oder ausgeschlossen werden soll.It is known to design heat storage containers in such a way that the degree of thermal energy use of the heat exchanger is increased. This is especially irregular with one and spontaneously occurring or a low volume of available energy, for example of solar energy, required, so that often only one small amount of slightly heated heat transfer medium media is available. It applies to thermal energy over the heated heat transfer medium into the tempe the functional area layer one from top to bottom Layered heated liquid heat accumulator initiate whose temperature level that of the heat transfer medium mediums corresponds. So this is in a short time Additional temperature range layer in the heat storage heatable, with a swirl and a ver mix with the media layers of lower tempe areas through a suitable cable routing of the Pipelines can be restricted or excluded should.

Dazu wird beispielsweise in dem DE-GM 78 29 552 eine Ausbildung eines energiesparenden Warmwasserspeicherbe hälters für Brauchwasser vorgeschlagen. Im unteren Be reich des Behälters ist, glockenförmig umhaust und nach unten offen, ein senkrecht verlaufendes Steigrohr, mit diesem verbunden, angeordnet. Das Steigrohr ist starr ausgebildet und endet im oberen Teil des Warmwasser speicherbehälters. Das durch das Steigrohr zugeführte aufgeheizte Wärmeträgermedium bildet im oberen Be hälterteil an der Austrittsstelle des Steigrohres eine Brauchwasserschicht, die zur Nutzung bereitgestellt ist. Das Steigrohr und die Umhausung des Heizelementes behindern eine ungewollte Verwirbelung, Zirkulation und Vermischung mit dem kälteren Medium in den tieferen, im Speicherbehälter befindlichen Temperaturbereichs schichten.For this purpose, for example, in DE-GM 78 29 552 Training of an energy-saving hot water storage facility proposed for domestic water. In the lower Be the container is rich, bell-shaped and behind open at the bottom, a vertical riser, with connected to this, arranged. The riser pipe is rigid trained and ends in the upper part of the hot water storage container. The fed through the riser heated heat transfer medium forms in the upper Be part of the container at the exit point of the riser Process water layer provided for use is. The riser pipe and the housing of the heating element prevent unwanted turbulence, circulation and Mixing with the colder medium in the lower, in Storage tank located temperature range layers.

Nachteilig für eine optimierte und schnelle Nutzung des aufgeheizten Mediums als Brauchwasser ist die in der Regel vorhandene Temperatur- oder Dichtedifferenz zwischen dem am oberen Ende des starr ausgebildeten Steigrohres zugeführten Mediums und der sich veränderten höheren oder geringeren Temperatur- und Dichtwerte der an dieser Stelle vorhandenen Warm- oder Heißwasser schicht. Dies führt zu Verwirbelungen und Vermischungen im oberen Teil des Warmwasserbehälters.Disadvantageous for an optimized and quick use of the heated medium as service water is that in the Usually existing temperature or density difference between that at the top of the rigidly trained Riser pipe and the changed medium higher or lower temperature and density values of the existing hot or hot water at this point layer. This leads to turbulence and mixing in the upper part of the hot water tank.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, die Leitungsführung des Steigrohres und des Medientransportes für das aufgeheizte Wärmeträger medium im Wärmespeicherbehälter so auszubilden, daß das Medium der zutreffenden Temperaturbereichsschicht gleicher Temperaturhöhe oder gleichem Dichteverhältnisses zugeführt wird. Dabei hat sich die Austrittsstelle des Wärmeträgermediums am Steigrohr selbsttätig an die Höhenlage der zutreffenden Temperaturbereichsschicht anzupassen.The invention specified in claim 1 is on based on the routing of the riser and of media transport for the heated heat transfer medium training medium in the heat storage container so that the Medium of the applicable temperature range layer same temperature level or same density ratio is fed. The exit point of the Heat transfer medium on the riser pipe to the Height of the applicable temperature range layer adapt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einem unregelmäßig und spontan anfallenden oder einem geringen Aufkommen an zur Verfügung stehender Energiemenge im Wärmeträger medium bereits nach kurzer Zeit eine bestimmte Menge maximal aufgeheizten Wärmeträgers dem Nutzer von zum Beispiel Warmwasserheizungen in Gebäuden und Anlagen zur Ver fügung steht. Damit wird die Leistungsfähigkeit von Wärmetauschern in Wärmespeicherbehältern optimiert. Die günstige Ausbildung und Anordnung der Armaturen und Rohrleitungen für das wärmeabgebende Medium sichern ei ne flexible, konstante und örtlich optimierte Zuführung des Wärmeträgermediums.The advantages that can be achieved with the invention exist especially in that with an irregular and spontaneously occurring or a low volume amount of energy available in the heat transfer medium medium a certain amount after a short time maximum heated heat transfer medium to the user Example of hot water heating in buildings and Equipment for ver is standing. The performance of Heat exchangers optimized in heat storage tanks. The favorable training and arrangement of the fittings and Pipelines for the heat-emitting medium secure egg ne flexible, constant and locally optimized feed of the heat transfer medium.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.An advantageous embodiment of the invention is in Claim 2 specified.

Gleichzeitig zur nutzungsbedingten Ableitung des aufge heizten Wärmeträgermediums aus dem Wärmespeicherbehäl ter wird eine entsprechende Menge an Wärmeträger über gleichartig ausgebildete Armaturen und Rohrleitungen in die zutreffende Temperaturbereichsschicht gleicher Tem peraturhöhe oder gleichem Dichteverhältnis im Wärme speicherbehälter zugeführt. Die Austrittsstelle des un geheizten Wärmeträgers paßt sich selbsttätig der Höhen lage der zutreffenden Temperaturbereichsschicht an.Simultaneously with the usage-related derivation of the up heated heat transfer medium from the heat storage container ter is a corresponding amount of heat transfer medium similarly designed fittings and pipes in the applicable temperature range layer of the same tem temperature or the same density ratio in heat storage tank supplied. The exit point of the un heated heat carrier automatically adjusts to the heights the applicable temperature range layer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden näher be schrieben.An embodiment of the invention is in the drawing voltage and will be described in more detail below wrote.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Wärmespeicherbe hälters mit Zuführung des aufgeheizten Wärme trägers im Mittenschnitt Fig. 1 is a front view of a heat storage container with supply of the heated heat carrier in the middle section

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Wärmespeicherbe hälters mit Zuführung des ungeheizten Wärmeträgers im Mittenschnitt. Fig. 2 is a front view of a heat storage container with supply of the unheated heat transfer medium section.

Der Wärmespeicherbehälter ist nach Fig. 1 als ein senk recht angeordneter, hohlzylindrischer Speicherbehälter 1 ausgebildet. In dem Speicherbehälter 1 ist ein Thermo-Schwimmer 2, als ein schwimmfähiger Behälter an geordnet, der durch das wärmeabgebende Medium durch strömt wird. Das wärmeabgebende Medium wird mittels des wärmeabgebenden Kreislaufes 6 von den Energieaufnehmern zugeführt. Der im Speicherbehälter 1 verlaufende Teil des Kreislaufes 6 und der Leitungsteil zwischen den Thermobehältern 2 und dem Vorlaufanschluß des Wärme tauschers 3 am unteren Ende im Speicherbehälter 1 sind als flexible und wendelförmige Rohrleitungen 4 ausge bildet und verbunden.The heat storage container is designed according to FIG. 1 as a vertically arranged, hollow cylindrical storage container 1 . In the storage tank 1 is a thermal float 2 , arranged as a buoyant container that flows through the heat-emitting medium. The heat-emitting medium is supplied by the energy absorbers by means of the heat-emitting circuit 6 . The extending in the storage container 1 part of the circuit 6 and the line part between the thermal containers 2 and the flow connection of the heat exchanger 3 at the lower end in the storage container 1 are out as flexible and helical pipes 4 forms and connected.

Der Thermo-Schwimmer 2 bildet das obere Ende eines flexiblen längen- und höhenveränderlichen Schlauches 5, dessen unteres Ende glockenartig den Wärmetauscher 3 des wärmeabgebenden Kreislaufes 6 dicht umschließt. Der Thermo-Schwimmer 2 hält sich in der Temperaturbe reichsschicht des wärmeaufnehmenden Mediums 7 im Speicherbehälter 1 auf, deren Maß der Dichte dem Maß der Differenz von Auftrieb und Gewichtskraft des Thermo-Schwimmers 2 entspricht.The thermal float 2 forms the upper end of a flexible hose 5 variable in length and height, the lower end of which bell-tightly encloses the heat exchanger 3 of the heat-emitting circuit 6 . The thermal float 2 is in the temperature-rich layer of the heat-absorbing medium 7 in the storage container 1 , the measure of the density of which corresponds to the measure of the difference in buoyancy and weight of the thermal float 2 .

Wahlweise ist ein weiterer Thermo-Schwimmer 2 am Ende einer flexiblen, wendelförmig ausgebildeten Rücklauf leitung 10 eines Zirkulationspuffers 8 angeordnet. Am Thermo-Schwimmer 2 ist eine, radial gleichmäßig in der jeweiligen Temperaturbereichsschicht streuende, Medien austrittsöffnung 9 angeordnet.Optionally, a further thermal float 2 is arranged at the end of a flexible, helically shaped return line 10 of a circulation buffer 8 . On the thermal float 2 , a media outlet opening 9 , which is radially uniformly scattered in the respective temperature range layer, is arranged.

Die flexible längen- und höhenveränderliche Ausbildung des Schlauches 5, die Anbindung dessen Endes und damit der Austrittsöffnung an den schwimmend in der jeweili gen Temperaturbereichsschicht sich aufhaltenden Thermo- Schwimmer 2 sichern temperatur- und dichteabhängig die richtige Stellung des zugeführten aufgeheizten Wärme trägermediums in der entsprechenden Temperaturbereichs schicht.The flexible length and height-variable design of the hose 5 , the connection of its end and thus the outlet opening to the floating in the respective temperature range layer thermo float 2 ensure the correct position of the supplied heated heat transfer medium in the appropriate temperature range depending on temperature and density layer.

Claims

1. Heat storage container for liquid heat transfer media, characterized in particular for a brief heating in the event of an irregular, spontaneous or low amount of energy ,
that in a storage tank ( 1 ) at least one thermal float ( 2 ) is arranged and designed as a container, which flows through the heat-emitting medium and via associated flexible, helically shaped pipes ( 4 ) with a flow connection of the heat exchanger ( 3 ) at the bottom End in the storage container ( 1 ) is connected and
that the thermal float ( 2 ) forms the upper end of a flexible length and height-variable hose ( 5 ), the lower end of which, as is well known, tightly encloses the heat exchanger ( 3 ) of the heat-emitting circuit ( 6 ) and
that the thermal float ( 2 ) is in the temperature area layer of the heat-absorbing medium ( 7 ) in the storage container ( 1 ), the measure of the density of which corresponds to the measure of the difference between buoyancy and weight of the thermal float ( 2 ).

2. Heat storage tank according to claim 1, characterized in
that a thermal float ( 2 ) optionally at the end of a flexible, helically shaped return line ( 10 ) of a circulation buffer ( 8 ) is angeord net and
that on the thermal float ( 2 ) a radially evenly scattered in the respective temperature range layer media outlet opening ( 9 ) is arranged.