Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit dessen Hilfe Wärme
mengen und andere Energien, die rentabel in Wärme umgewandelt
werden können, über einen längeren Zeitraum gespeichert werden,
und findet vorzugsweise überall dort Anwendung, wo Wärmemengen
oder Elektroenergie als Sekundärenergie in großen oder kleinen
Mengen zu einem Zeitpunkt anfallen, zu dem diese Energien nicht
oder nur unwirtschaftlich genutzt werden können.The invention relates to a method by means of which heat
quantities and other energies that are profitably converted into heat
can be saved over a longer period of time,
and is preferably used wherever amounts of heat
or electrical energy as secondary energy in large or small
Amounts arise at a time when these energies are not
or can only be used economically.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known prior art
Die bekannten Verfahren zur Wärmespeicherung haben die Nach
teile, daß einerseits nur Wärmemengen in einem kleinem Volumen
mit geringer Kapazität und wegen des Isolationsaufwandes
begrenzter Speicherzeit und andererseits zwar Großraumspeicher
möglich sind, aber die thermische Isolierung nicht im aus
reichendem Maße realisiert werden kann, und die Wärmespeiche
rung nicht über einem längeren Zeitraum wirtschaftlich möglich
ist. Darüber hinaus haftet diesen Großraumspeichern der
Nachteil an, daß diese einen erheblichen Flächenbedarf haben.
Auch sind Wärmespeicher bekannt, die vorrangig in einem
Gebäude angeordnet sind, diese von dem Gebäude nicht zu trennen
sind, und das Gebäude mittels Wärmeübergang vom Speicher zu
den angrenzenden Räumen heizt. Weiterhin sind Wärmespeicher
bekannt, die im Erdreich flach eingebracht, im wesentlichen
auf eine ebene Anordnung reduziert sind und ihre Speichergröße
vorrangig von der Speicheroberfläche abhängig ist, auch wird
durch eine schalenförmige Anordnung der Wärmetauscher eine
andere, zum Zentrum höhere, Temperaturverteilung angestrebt.
Es wurden folgende Patentanmeldungen recherchiert:
DE 27 29 635, DE 25 47 387, DE 24 39 028, DE 30 05 910, DE 29 48 417,
DE 29 48 099, DE 29 11 774, US 3412728, US 3295591, US 2604268.The known methods for heat storage have the after
share that on the one hand only quantities of heat in a small volume
with low capacity and because of the insulation effort
limited storage time and on the other hand large storage
are possible, but the thermal insulation is not in the off
sufficient dimensions can be realized, and the heat spokes
economically not possible over a longer period of time
is. In addition, this large storage is liable for
Disadvantage that these have a considerable space requirement.
Heat stores are also known, primarily in one
Buildings are arranged not to separate them from the building
are, and the building by means of heat transfer from the storage too
heats the adjacent rooms. There are also heat stores
known, brought in flat in the ground, essentially
are reduced to a flat arrangement and their memory size
is primarily dependent on the storage surface, too
by a bowl-shaped arrangement of the heat exchanger
other, higher temperature distribution towards the center sought.
The following patent applications were researched:
DE 27 29 635, DE 25 47 387, DE 24 39 028, DE 30 05 910, DE 29 48 417,
DE 29 48 099, DE 29 11 774, US 3412728, US 3295591, US 2604268.
Ziel der ErfindungAim of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu reali
sieren, welches die Vorteile hat, Wärmemengen über einem
längeren Zeitraum zu speichern ohne zusätzlichen Flächen
bedarf, den Speicher in einer beliebigen Größe zu dimensio
nieren und Wärmeenergie zu speichern, die bei industriellen
Prozessen bzw. bei der Energieerzeugung als Sekundärenergie bzw.
als Energie anfällt, die zu diesem Zeitpunkt nicht benötigt
bzw. nicht wirtschaftlich genutzt werden kann.The aim of the invention is to implement a method
sieren, which has the advantages, heat amounts over one
save longer period without additional space
needs to dimension the memory in any size
kidneys and store thermal energy used in industrial
Processes or in energy generation as secondary energy or
as energy that is not needed at this time
or cannot be used economically.
Darlegung des Wesens der ErfindungState the nature of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dessen Hilfe es
möglich ist, die in der Natur oder Technik massenhaft
anfallenden Energien zu einem Zeitpunkt zu nutzen, an dem sie
benötigt und wirtschaftlich verwendet werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Grund
stück, welches vorzugsweise für eine Bebauung vorgesehen ist,
verwendet wird. Es wird davon ausgegangen, daß der Boden unter
der Bebauung aus abbaubaren Sanden bzw. Kiesen besteht.
Auf diesem Grundstück werden Schlitzwände in einer beliebigen
geometrischen Form sowie einer entsprechenden Tiefe eingebracht
und mit einem Isolierwerkstoff versehen, der wasserdicht ist,
ein hohes Wärmeisoliervermögen besitzt und über eine aus
reichende Druckfestigkeit verfügt. Ebenfalls werden Wärme
tauscher und Meßwertgeber, in dieses jetzt seitlich isolierte
mit Grundwasser durchsetzte silikate Material, bis auf eine
bestimmte Tiefe vertikal eingebracht. Ebenfalls wird die
Oberfläche mit einem geeigneten Isolierwerkstoff abgedeckt.
Dieses nach den Seiten und oben isolierte, mit Wasser durch
setzte Material, bildet das Speichermedium.
Da Wärme die Eigenschaft hat, in einem Speichermedium nach
oben zu steigen und Schichten zu bilden, ist das Entweichen
dieser, in tiefergelegene Schichten und damit der Energiever
lust, nicht gegeben. Die Fläche über dem Wärmespeicher kann
jetzt mit einem Gebäude oder, mit technischen bzw. sozialen
Anlagen überbaut werden. Mit Hilfe der Wärmetauscher und der
entsprechend eingebrachten Meßwertgeber wird es möglich diesen
Speicher mit der verfügbaren Energie geregelt zu beschicken
bzw. Energie zu entnehmen.The invention relates to a method by means of which it
is possible that is in abundance in nature or technology
to use energy at a time when it
needed and can be used economically.
According to the invention, this object is achieved by a reason
piece, which is preferably intended for building,
is used. It is assumed that the floor is under
the development consists of degradable sands or gravel.
On this property, diaphragm walls are built in any
geometric shape and a corresponding depth
and provided with an insulating material that is waterproof,
has a high thermal insulation capacity and one
has sufficient compressive strength. Also heat
Exchanger and transmitter, in this now laterally insulated
silicate material interspersed with groundwater, except for one
certain depth introduced vertically. Also the
Surface covered with a suitable insulating material.
This insulated to the sides and above, with water through
put material, form the storage medium.
Since heat has the property of being stored in a storage medium
To climb up and form layers is the escape
this, in deeper layers and thus the energy consumption
lust, not given. The area above the heat accumulator can
now with a building or with technical or social
Plants are built over. With the help of the heat exchanger and the
it is possible to use the corresponding sensor
Charge the storage with the available energy in a regulated manner
or take energy.
Erläuterung an einem möglichen AusführungsbeispielExplanation of a possible embodiment
In der Planungsphase eines Gebäudes wird die Entscheidung
gefällt, daß ein Wärmespeicher unter dem Gebäude gebaut werden
soll, um den Wärmebedarf des Gebäudes während der Heizperiode
dem Speicher entnehmen zu können. Zur Aufheizung des Wärme
speichers sollen die auf dem Dach des Hauses installierten
Sonnenkollektoren dienen und nach Bedarf die Restenergie der
nahegelegenen Heiztrasse genutzt werden.
Der Energiebedarf des Gebäudes wurde z. B. mit X kWh ermittelt.
Dementsprechend ergibt sich eine erforderliche Speichergröße
von Y Kubikmeter. Entsprechend den Gebäudeabmessungen ist eine
Schlitzwand von z. B. ca 12 m Tiefe zu realisieren.
Nach dem Aushub der Baugrube (4) wird mittels Schlitzwand
technik entsprechend der vorgegebenen Form eine Schlitzwand (1)
von ausreichender Stärke eingebracht und z. B. mittels PU-Schaum
als Isoliermaterial (1, 2) versehen. Jetzt können die erforder
lichen Wärmetauscher (7, 8) und Meßwertgeber (9) mittels
Bohrungen, vertikal oder abweichend davon, eingebracht und die
Decke (2) des Speichers mit geeigneten Materialien isoliert
werden. Im nachfolgendem kann das Gebäude gebaut und die
Verbindungen vom Wärmespeicher zur Solaranlage und Heiztrasse
einerseits und zum Heizungssystem andererseits geschaffen
werden.In the planning phase of a building, the decision is made that a heat store should be built under the building in order to be able to take the heat demand of the building from the store during the heating period. The solar panels installed on the roof of the house are to be used to heat the heat store and the residual energy from the nearby heating line is used as required. The energy requirement of the building was z. B. determined with X kWh. Accordingly, the required storage size is Y cubic meters. According to the building dimensions, a diaphragm wall of z. B. to realize about 12 m depth. After excavation of the construction pit ( 4 ), a diaphragm wall ( 1 ) of sufficient strength is introduced by means of diaphragm wall technology in accordance with the given shape and z. B. using PU foam as an insulating material ( 1 , 2 ). Now the required heat exchangers ( 7 , 8 ) and transducers ( 9 ) can be inserted using holes, vertical or different, and the ceiling ( 2 ) of the storage tank can be insulated with suitable materials. In the following, the building can be built and the connections from the heat accumulator to the solar system and heating line on the one hand and to the heating system on the other.