EP3532789A1 - Wärmespeichersystem - Google Patents

Wärmespeichersystem

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Publication number
EP3532789A1
EP3532789A1 EP17794697.7A EP17794697A EP3532789A1 EP 3532789 A1 EP3532789 A1 EP 3532789A1 EP 17794697 A EP17794697 A EP 17794697A EP 3532789 A1 EP3532789 A1 EP 3532789A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outer side
channel
memory blocks
storage system
transfer medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17794697.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Aiko BERNEHED
Gian Perrone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyperion Energy UG
Original Assignee
Hyperion Energy UG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyperion Energy UG filed Critical Hyperion Energy UG
Publication of EP3532789A1 publication Critical patent/EP3532789A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the invention relates to a thermal storage system for storing thermal energy, the use of a thermal storage system for storing thermal energy and a method for storing thermal energy.
  • a device and system for temporarily storing thermal energy is known, for example, from DE 10 2009 060 911 AI.
  • the device has a solid storage and a single-pipe formed piping system that passes through the solid reservoir and is traversed by an energy carrier medium.
  • heat-conducting elements are provided which each form heat transfer areas with the individual pipes and which extend into the regions of the solid storage tank which are free of the individual pipes.
  • the heat-conducting elements have a higher thermal conductivity than the solid-state storage.
  • a heat storage system for storing thermal energy comprising a solid reservoir having a plurality of mutually arranged outer sides having memory blocks, the memory blocks at least one arranged in the longitudinal direction through opening and / or on its outer side at least one longitudinally formed recess, and so are arranged to one another through the recess and / or the through opening, at least one channel with an inlet opening and an outlet opening spaced apart from the inlet opening, a heat transfer medium in direct contact with the channel at least in sections, a loading cycle with a connected to the inlet opening of the channel first supply means for supplying thermally loaded heat transfer medium and connected to the outlet opening first discharge means for balancing de s supplied heat transfer medium, and / or a discharge circuit with a connected to the inlet opening of the channel first discharge means for discharging the thermally laden heat transfer medium, and a second supply means connected to the outlet for compensating the discharged heat transfer medium.
  • Thermal energy is preferably understood as meaning a solar thermal heat energy generated from a solar power plant and / or solar power plant and / or thermal waste heat from industry and / or other available waste heat or heat energy.
  • a depression is a groove, groove, groove and / or groove formed in the outside of a memory block in a longitudinal direction.
  • the through opening is preferably a continuous recess.
  • the continuous opening of a memory block forms a channel section, so that the channel is formed by arranging a plurality of memory blocks relative to each other.
  • the through-opening is circular in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the channel and / or of the channel section.
  • the longitudinal direction of the recess and / or the continuous opening is preferably designed to be rectilinear.
  • the longitudinal direction has a curvature. wherein the curvature may be particularly preferably arcuate, quarter-circle and / or semicircular. In this way, endstones of the solids reservoir can be provided.
  • the heat transfer medium is water and / or water. steam, that is preferably supplied under high pressure to the channel of the solid reservoir.
  • the heat transfer medium is particularly preferably air and / or tin, with tin having particularly advantageous thermal properties for the transfer of heat energy.
  • the heating storage system thus has a solid storage on which is formed by a plurality of spaced-apart Speichcrblöckc.
  • the memory blocks have a recess formed in the longitudinal direction and / or a through opening, wherein the memory blocks are arranged relative to one another such that a channel with an inlet opening and an outlet opening is formed by the recess formed in the memory blocks and / or the through opening.
  • the heating storage system also has a Belade circuit for thermal loading of the solid storage and a discharge circuit for thermal discharge of the solid storage.
  • the loading cycle includes a first Zuieitungs adopted connected to the first inlet opening of the channel for supplying a, preferably from a solar power plant, thermally loaded heat transfer medium, and connected to the outlet opening first discharge means for balancing the supplied heat transfer medium.
  • a heat-laden, ie heated and / or heated, heat transfer medium would be supplied to the solid storage device via the inlet opening.
  • thermally discharged heat and heat are transferred to the heat transfer medium.
  • the heat has given off to the storage blocks, discharged via the outlet opening from the solid storage and preferably fed to the solar power plant for re-thermal loading.
  • the discharge circuit has a second discharge device connected to the inlet opening of the channel for discharging the thermally loaded heat transfer medium, ie heat transfer medium, which is preferably heated by the thermally loaded storage blocks and / or was heated, from the solid storage, so that the discharged thermally loaded c heat transfer medium can be supplied to a power plant or a power plant device for generating electricity.
  • thermally discharged heat transfer medium ie heat transfer medium, which has given heat to generate energy in the power plant, fed to the channel through the Ausiassö réelle. In this way, a casing-free solid storage is provided, which can be easily thermally loaded and thermally discharged.
  • the manufacturing cost of the memory can be reduced.
  • the heat transfer medium is in direct contact with the storage block, so that heat transfer losses can be reduced, whereby the efficiency of the heat storage system can be increased.
  • the memory blocks may be formed differently from each other.
  • the memory blocks have a first end face and a second end face arranged at a distance from the first end side in the longitudinal direction of a memory block, and the outer sides between the first end face and the second end face are formed parallel to the longitudinal direction of the memory block, wherein the first outer side is parallel and spaced from the second outer side and the third outer side is parallel and spaced from the fourth outer side.
  • the memory blocks are formed cuboid, so that the memory blocks can be arranged to each other in a simple manner.
  • the depression is formed in a corner region between the first outer side and the third outer side and / or in a corner region between the first outer side and the fourth outer side and / or in the second outer side.
  • the recess is preferably formed as a straight throat, which preferably has a quarter-circle-shaped profile in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the storage block.
  • the recess on the fourth side is preferably designed as a straight-line throat, which preferably comprises a semicircular profile in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the storage block. In this way, a channel can be formed in a simple manner by arranging a plurality of memory blocks.
  • an advantageous development of the invention is that the through opening is guided from the first end side through the memory block to the second end face.
  • a storage block which preferably has a straight through opening.
  • centerstones or memory blocks which are arranged in the middle of the solid reservoir, are provided.
  • the through opening is guided from the first end side or the second end side through the storage block opens into one of the outer sides of the storage block.
  • the through opening preferably has a curvature. This is particularly suitable for endstones or memory blocks, which are arranged at the end of the solid reservoir.
  • the respective through opening of a memory block forms a channel section of the channel.
  • the memory blocks have on the first end face first connecting elements and / or on the second end face to the first connecting elements corresponding first connection receptacles. In this way, the memory blocks can preferably be positively connected to each other in the longitudinal direction.
  • first connecting elements are a dovetail joint
  • first connecting receptacles have corresponding tines.
  • a first cherblock with the dovetail joint having the first end face to the teeth having the second end face of a second memory block are arranged positively.
  • a directed in the longitudinal direction of the channel tensile connection between the memory blocks can be provided.
  • a preferred development of the invention provides that the dovetail connection and / or the prongs are formed tapering starting from the second outer side in the direction of the first outer side. In this way, the insertion of the dovetail connection into the corresponding prongs for connection of the storage blocks can be simplified, whereby time and costs in the production of the solid storage can be reduced.
  • the outer sides of the memory blocks can be designed to be flat, so that in the case of a plurality of memory blocks arranged relative to one another, the outer sides can be stumped.
  • a preferred embodiment of the invention is that the memory blocks have on the second outer side second connecting elements and / or on the first outer side to the second connecting elements corresponding second connection receptacles. It is preferably provided that the second connecting elements are in one direction perpendicular to the plane of the second outer side aligned one or more projections, which are particularly preferably cylindrical and / or cuboid.
  • the second connection receptacles are recesses corresponding to the projections of the second outer side, which are particularly preferably aligned in a direction perpendicular to the plane of the first outer side. In this way, the first outer side of a first memory block can be positively connected to the second outer side of a second memory block in a simple manner.
  • the butt joints of the memory blocks are glued.
  • the memory blocks can be connected to one another in a material-locking manner.
  • the butt joints can be sealed, so that no heat transfer medium can escape via the butt joints.
  • the bonding of the butt joints of the respective memory blocks via a high temperature adhesive which has a temperature resistance greater than 400 ° C, preferably greater than 700 ° C and most preferably greater than 1000 ° C.
  • the memory blocks are arranged in offset from each other. In this way, the structural integrity of the solid reservoir can be increased.
  • An advantageous development of the invention lies in the fact that the memory blocks are arranged relative to one another in such a way that the first channel is formed meander-shaped. In this way, the channel length can be increased within the solids storage for the thermal loading of the solids storage.
  • the inlet opening and the outlet opening can thus be formed on one side of the solids reservoir. If the inlet opening and the outlet opening are formed on one side of the solids store, preferably the side of the solids store having the inlet opening and the outlet opening can have a fixed bearing, wherein the part of the solids store having the channel has a sliding bearing. Thermal changes in length of the solid storage are not hindered by the sliding storage.
  • the loading circuit and / or unloading circuit connected to the inlet opening and / or outlet opening can be decoupled from the thermally induced changes in length of the solids store in the course of the thermal loading and / or unloading. In this way, manufacturing costs of the heat storage system can be reduced.
  • the inlet opening and / or the outlet opening is preceded by a valve device.
  • the valve device is periodically controllable. In this way is controllable, that over a first Period of time over the first supply line and via the inlet opening thermally loaded heat transfer medium from a solar power plant is fed to the channel for thermal loading of the storage blocks and discharged to a second period thermally laden heat transfer medium from the heat storage via the inlet port and the second discharge device and a power plant for Power generation is supplied.
  • loading and unloading of the solid reservoir can take place with only one channel. A reduced number of channels or only one channel can increase the structural integrity of the solid reservoir.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the loading cycle and / or the discharge circuit has a heat exchanger. If the heat exchanger is arranged in the loading cycle, thermal heat generated in the solar power plant is preferably transferred in the heat exchanger to the heat transfer medium and then fed to the solid storage for storage. Heat transfer medium conducted from the solids reservoir via the outlet opening in the direction of the solar power plant is likewise fed to the heat exchanger. In this way, a heat transfer medium different from the heat storage system can be used in the solar power plant. The same applies to the discharge cycle.
  • the solids reservoir has a plurality of channels.
  • a preferred development of the invention provides that, in the case of the plurality of channels, a first channel is the loading cycle and a second channel is the unloading cycle.
  • the loading cycle and the discharge cycle are segregated by canals, so that parallel or simultaneously with the thermal loading, a thermal discharge can take place.
  • the memory blocks can in principle be made of any material for storing thermal energy.
  • the storage blocks are made of a concrete.
  • the memory blocks are made of fly ash, preferably made of ceramic fired fly ash.
  • fly ash water and organic additives are mixed, so that the resulting matrix has a plastic property.
  • the plastic matrix is filled under pressure into molds, released from the mold and fed to an oven.
  • the fly ash sinters and individual globules of the fly ash fuse with their surroundings and form a firm connection.
  • the storage blocks are made of blast-furnace slag, preferably of ceramic-fired blast-furnace slag.
  • Blast furnace slag is formed during iron smelting and is tapped from the blast furnace as waste product at a temperature of more than 1,600 ° C. The slag is poured into molds to form the memory blocks and solidified.
  • fly ash and / or blast furnace slag are understood as meaning any mineral residues from combustion processes and metal production processes, for example boiler edge, coarse ash, incinerated slag or electric furnace slag.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the solid storage is arranged in a housing, wherein the housing preferably has a thermal insulation. In this way, heat losses of the solid storage can be reduced.
  • the memory blocks at the inlet opening and at the outlet opening in the memory blocks embedded first and / or second connecting elements which are positively designed with the channel and extend it outside the memory blocks to the positive contact with the sauceträ- to connect the germedium and the first and / or second connection element of the next memory block.
  • first and / or second connecting elements are made of a temperature-resistant steel, which has been previously processed by molding processes, and / or wherein a connection between mutually contacting first and / or second connecting elements of two memory blocks are designed as welding and / or screw connection.
  • protruding first and / or second connecting elements are sheathed with sleeves, which fit positively between adjacent memory blocks around the first and / or second connecting elements in order to store further energy and to insulate the first and / or second connecting elements.
  • the sleeves are designed to supplement an outer shape of the memory blocks, in particular a geometry, such that a continuous shaping over a plurality of memory blocks and first and / or second connecting elements is obtained.
  • the invention also relates to the use of a heat storage system, comprising a solid storage with a plurality of mutually arranged outer sides having memory blocks, wherein the memory blocks have at least one longitudinally disposed through opening and / or on its outer side at least one recess formed in the longitudinal direction, and are arranged to each other in that at least one channel with an inlet opening and an outlet opening formed at a distance from the inlet opening is formed by the recess and / or the through opening, a heat transfer medium in direct contact with the channel at least in sections, a loading loop connected to the inlet opening of the channel first supply means for supplying thermally loaded heat transfer medium and a first discharge means connected to the outlet opening for compensating the supplied heat transfer medium medium, and / or a discharge circuit with a with the inlet opening of the Channel associated first discharge means for discharging the thermally laden heat transfer medium, and a second supply means connected to the outlet for compensating the discharged heat transfer medium.
  • the invention also relates to a method for storing thermal energy, comprising the steps of: providing a heat storage system comprising a solid reservoir having a plurality of mutually arranged outer sides having memory blocks, wherein the memory blocks at least one longitudinally disposed through opening and / or on its outside at least one in Have longitudinally formed recess, and are arranged to each other, that is formed by the recess and / or the through opening at least one channel with an inlet opening and a spaced outlet opening formed to the inlet opening, at least partially in direct contact with the channel heat transfer medium, a Beladeniklauf with a connected to the inlet opening of the channel first supply means for supplying thermally loaded heat transfer medium and one connected to the outlet opening first discharge means for balancing the supplied heat transfer medium, and / or a discharge circuit with a connected to the inlet opening of the channel first discharge means for discharging the thermally laden heat transfer medium, and connected to the outlet second supply means for compensating the discharged heat transfer medium, wherein for thermal loading of the storage blocks
  • FIG. 1 is a schematic representation of a heat storage system, according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a view of a memory block, according to a first preferred embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a view of a plurality of mutually offset memory blocks, according to the first preferred embodiment of the invention
  • Fig. 4 is a view of a memory block, according to a second preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the thermal storage system 10 for storing thermal energy is shown.
  • the heat storage system 10 has a solid reservoir 12 with a plurality of mutually arranged outer sides having memory blocks 14.
  • a detailed view of the memory blocks is given in FIGS. 2 to 4.
  • the storage blocks 14 have a longitudinally extending through opening 16 and / or on its outer side at least one longitudinally formed recess 18, and are arranged to one another such that through the recess 18 and / or the through opening 16, a channel 20 with an inlet opening 22 and a spaced from the inlet opening 22 formed outlet opening 24 is formed.
  • a second outlet opening 26, which is different from the passage 20, is formed by the storage blocks 14 with a second inlet opening 28 and a second outlet opening 30 arranged at a distance from the second inlet opening 28.
  • a casing-free solid storage 12 is provided, whereby material and manufacturing costs of the heat storage system 10 can be reduced.
  • the heat storage system 10 also has a loading circuit 32 for thermal loading of the solid reservoir 12, and a discharge circuit 34 for thermal discharge of the solid reservoir 12.
  • the loading circuit 32 has a first supply device 36 for thermal loading of the solid reservoir 12 by supplying a thermally loaded heat transfer medium, and a first discharge device 38 to compensate for the supplied heat transfer medium on.
  • the first supply device 36 is connected via a first valve device 40 to the inlet opening 22 of the channel 20 and to the second inlet opening 28 of the second channel 26. the. On one end of the first supply device 36, which faces away from the inlet opening 22, the first supply device 36 is connected to a solar power plant 42. In this way, via the first supply line device 36, a heat transfer medium thermally loaded by the solar power plant 42 can be supplied via the inlet opening 22 to the channel 20 and via the second inlet opening 28 to the second channel 26 and thus to the solid storage 12 for thermal loading of the storage blocks 14.
  • the first discharge device 38 is connected via a second valve device 44 to the outlet opening 24 of the channel 20 and to the second outlet opening 30 of the second channel 26. With one end of the first discharge device 38, which faces away from the outlet opening, the first discharge device 38 is connected to the solar power plant 42. In this way, to compensate for the supplied thermally loaded heat transfer medium, thermally discharged heat rägermcd i to be discharged through the Ausiassö réelle 24 and the second Ausiassö réelle 30 from the solid reservoir 12 and the solar power plant 42 for renewed thermal loading.
  • the discharge circuit 34 has a second discharge means 46 for the thermal discharge of the solid reservoir 12, and a second supply means 48 for compensating the discharged, thermally loaded heat transfer medium.
  • the second discharge device 46 is connected at one end via the first valve device 40 to the inlet opening 22 of the channel 20 and the second inlet opening 28 of the second channel 26 for discharging the thermally loaded heat transfer medium from the solid reservoir 1 2. With one end of the second discharge device 46, which faces away from the second discharge opening 28, the second discharge device 46 is connected to a power plant 50 for generating electricity. In this way, the thermally loaded heat transfer medium can be supplied from the solid storage 12 to the power plant 50 for power generation.
  • the second supply device 48 is connected via the second valve device 44 to the outlet opening 24 of the channel 20 and to the second outlet opening 30 of the second channel 26. With one end of the second supply device, which faces away from the second outlet opening 30, the second supply device 48 is connected to the power plant 50.
  • thermally discharged heat transfer medium via the Auslassöfmung 24 and the second outlet opening 30 are fed to the solid reservoir 12 for re-thermal loading.
  • a tubeless solid storage is provided which can be easily thermally loaded and thermally discharged.
  • the manufacturing cost of the heat storage system can be reduced.
  • the heat transfer medium is in direct contact with the storage blocks, so that heat transfer losses can be reduced.
  • the first valve device 40 and the second valve device 44 are each designed as a 4/2 way valve.
  • the thermal loading and the thermal discharge of the solid reservoir 12 takes place periodically.
  • the channel 20 and the second channel 26 can be used for thermal loading of the solid reservoir 12 and for thermal discharge, whereby the number of channels 20, 26 reduced in the solid reservoir 12 and the structural integrity of the solid reservoir 12 can be increased.
  • the plurality of memory blocks 14 are arranged so that the channel 20 and the second channel 26 have a meandering course.
  • the inlet opening and the outlet opening of the channel 20 as well as the second inlet opening 28 and second outlet opening 30 of the second channel 26 can be formed on one side of the solids store 12. Det, so that they can be connected in a simple manner via the corresponding supply lines 36, 48 and discharge devices 38, 46.
  • the side of the solids reservoir 12 having the inlet opening 22, 28 and the outlet opening 24, 30 is fixedly mounted or has a fixed bearing 51.
  • the part of the solid reservoir 12, which has the channels 20, 26, is slidably mounted or has a sliding bearing 53. Thermal conditional changes in length of the solid reservoir 12 are not hindered by the sliding bearing 53. In this way, the loading circuit 32 and / or unloading circuit 34 can be decoupled from the thermally induced changes in length of the solid reservoir 12. Thus, manufacturing costs of the heat storage system 10 can be reduced.
  • FIG. 2 shows a storage block 14 which is known from FIG. 1, the solid storage 12 shown in FIG. 1 being formed from a plurality of storage blocks 14.
  • the storage block 14 has the shape of a cuboid and has a first end face 52 and a second end face 56 arranged at a distance from the first end face 52 in the longitudinal direction 54 of a storage block 14.
  • the outer sides 58 are formed between the first end face 52 and the second end face 56 parallel to the longitudinal direction 54 of the storage block 14.
  • the first outer side 60 is arranged parallel and spaced from the second outer side 62.
  • the third outer side 64 is parallel and spaced from the fourth outer side 66.
  • a recess 18 arranged in the longitudinal direction 54 of the storage block 14 is in each case formed as a rectilinear throat which is perpendicular in a plane to the longitudinal direction 54 of the memory block 14 each having a quarter-circle profile.
  • the recess 18 is formed in the form of a rectilinear groove which shows a semicircular profile in a plane perpendicular to the longitudinal direction 54 of the storage block 14.
  • Fig. 3 a plurality of the memory blocks 14 known from Fig. 2 are shown, which are arranged in offset from each other.
  • FIG. 4 A second embodiment of the storage block 14 is shown in Fig. 4, wherein the storage block 14 has an opening 16 passing from the first end 52 to the second end 56.
  • the opening 16 does not necessarily have to be from the first End face 52 extend to the second end face 56, but may also preferably from the first end face 52 or second end face 56 open into one of the four outer sides.
  • the memory block 14 has on the first end face 52 as a dovetail connection 72 formed first connecting elements 74, and on the second end face 56 to the first connecting elements 74 corresponding as tines 76 formed first connection receptacles 78.
  • a dovetail connection 72 formed first connecting elements 74
  • the second end face 56 to the first connecting elements 74 corresponding as tines 76 formed first connection receptacles 78.
  • the dovetail connection 72 and the tines 76 have a tapering course. In this way, the insertion of the dovetail connection 72 into the corresponding prongs 76, for connection of the storage blocks 14 together, can be simplified, whereby time and cost in the production of the solid reservoir 12 can be reduced.
  • the storage block 14 has second connecting elements 80 in the form of a plurality of projections which are parallelepiped in a direction perpendicular to the plane of the second outer side 62.
  • second connection receptacles 82 are arranged on the first outer side 60 corresponding to the second connecting elements 80 arranged.
  • the second connection receptacles 82 are preferably in a direction perpendicular to the plane of the first outer side 60 aligned and corresponding to the projections of the second outer side 62 recesses. In this way, the first outer side 60 of a first memory block 14 can be connected in a simple manner to the second outer side 62 of a second memory block 14 in a form-fitting manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichersystem (10) zur Speicherung thermischer Energie, umfassend einen Feststoffspeicher (12) mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten (58) aufweisender Speicherblöcke (14), wobei die Speicherblöcke (14) wenigstens eine in Längsrichtung angeordnete durchgehende Öffnung (16) und/oder auf ihrer Außenseite (58) wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung (18) aufweisen, und so zueinander angeordnet sind, dass durch die Vertiefung (18) und/oder die durchgehende Öffnung (16) wenigstens ein Kanal (20) mit einer Einlassöffnung (22) und einer zur Einlassöffnung (22) beabstandet angeordnete Auslassöffnung (24) ausgebildet ist, ein mit dem Kanal (20) zumindest abschnittsweise im direkten Kontakt stehendes Wärmeträgermedium, einen Beladekreislauf (32) mit einer mit der Einlassöffnung (22) des Kanals (20) verbundenen ersten Zuleitungseinrichtung (36) zur Zuführung von thermisch beladenem Wärmeträgermedium und einer mit der Auslassöffnung (24) verbundenen ersten Ableitungseinrichtung (38) zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermediums, und/oder einen Entladekreislauf (34) mit einer mit der Einlassöffnung (22) des Kanals (20) verbundenen zweiten Ableitungseinrichtung (46) zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und einer mit der Auslassöffnung (24) verbundenen zweiten Zuleitungseinrichtung (48) zum Ausgleich des abgeführten Wärmeträgermediums.

Description

Wärmespeichersystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichersystem zur Speicherung thermischer Energie, die Verwendung eines Wärmespeichersystems zur Speicherung thermischer Energie und ein Verfahren zur Speicherung thermischer Energie.
Hintergrund der Erfindung
Im Zuge der weltweit schwindenden Rohstoffe zur Energieerzeugung gewinnt die Erzeugung regenerativer Energie zunehmend an Bedeutung. Über Solarkraftwerke kann beispielsweise Wärme aus Sonnenkraft erzeugt und einem Kraftwerk zur Stromerzeugung zugeführt werden. Die Energiegewinnung aus Sonnenkraft ist an die Sonneneinstrahlung gekoppelt und unterliegt somit starken Schwankungen. Zu besonders sonnigen Zeiten kann die Energiegewinnung aus Sonnenkraft über dem Energiebedarf liegen, während in bewölkten Zeiten oder während der Nacht nur geringe oder gar keine Energie aus dem Solarkraftwerk gewonnen werden kann. Es besteht daher ein Bedarf, überschüssige Energie aus dem Solarkraftwerk zu speichern, damit diese Energie zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann.
Eine Vorrichtung und Anlage zum Zwischenspeichern thermischer Energie ist beispielsweise aus der DE 10 2009 060 911 AI bekannt. Die Vorrichtung besitzt einen Feststoffspeicher und ein von Einzelrohren gebildetes Rohrleitungssystem, das den Feststoffspeicher durchzieht und das von einem Energieträgermedium durchströmt ist. Um den Feststoffspeicher schnell und gleichmäßig mit thermischer Energie be- bzw. entladen zu können, sind Wärmeleitelemente vorgesehen, die mit den Einzelrohren jeweils Wärmeübergangsbereiche ausbilden und die sich in die von den Einzelrohren freien Bereiche des Feststoffspeichers hinein erstrecken. Da- bei weisen die Wärmeleitelemente eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als der Feststoffspei- cher. Es besteht ein regelmäßiger Bedarf Wärmespeichersysteme zu optimieren, um Kosten bei der Herstellung zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Wärmespeicherung zu erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wärmespeichersystem zur Speicherung thermischer Energie bereitzustellen, das wirtschaftlich herstellbar ist, und mit dem thermische Energie in einfacher Weise gespeichert werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Wärmespeichersystem, durch eine Verwendung eines Wärmespeichersystems und durch ein Verfahren zur Speicherung thermischer Energie gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die je- weils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Wärmespeichersystem zur Speicherung thermischer Energie vorgesehen, umfassend einen Feststoffspeicher mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten aufweisender Speicherblöcke, wobei die Speicherblöcke wenigstens eine in Längs- richtung angeordnete durchgehende Öffnung und/oder auf ihrer Außenseite wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung aufweisen, und so zueinander angeordnet sind, dass durch die Vertiefung und/oder die durchgehende Öffnung wenigstens ein Kanal mit einer Ein- lassöffnung und einer zur Einlassöffnung beabstandet ausgebildeten Auslassöffnung ausgebildet ist, ein mit dem Kanal zumindest abschnittsweise im direkten Kontakt stehendes Wär- meträgermedium, einen Beladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Zuleitungseinrichtung zur Zuführung von thermisch beladenem Wärmeträgermedium und einer mit der Auslassöffnung verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermediums, und/oder einen Entladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und einer mit der Auslassöffnung verbundenen zweiten Zuleitungseinrichtung zum Ausgleich des abgeführten Wärmeträgermediums. Unter thermischer Energie wird vorzugsweise eine aus einem Sonnenkraftwerk und/oder Solarkraftwerk erzeugte solarthermische Wärmeenergie und/oder thermische Abwärme aus der Industrie und/oder sonstige zur Verfügung gestel lte Abwärme bzw. Wärmeenergie verstanden. Eine Vertiefung ist eine in der Außenseite eines Speicherblocks in einer Längsrichtung ausgebildete Furche, Nut, Kehle und/oder Rille.
Die durchgehende Öffnung ist vorzugsweise eine durchgehende Ausnehmung. Besonders bevorzugt bildet die durchgehende Ö fnung eines Speicherblocks einen Kanalabschnitt, so dass durch die Anordnung mehrerer Speicherblöcke zueinander der Kanal ausgebi ldet wird. Besonders bevorzugt ist die durchgehende Öffnung in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Kanal und/oder des Kanalabschnitts kreisförmig ausgebildet.
Die Längsrichtung der Vertiefung und/oder der durchgehenden Öffnung ist vorzugsweise geradlinig ausgebildet sein. Auf diese Weise werden vorzugsweise M ittelsteine und/oder die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung bildenden Endsteine des FeststofTspeichers bereitgestellt. Besonders bevorzugt weist die Längsrichtung eine Krümmung auf. wobei die Krümmung besonders bevorzugt bogenförmig, viertelkreisförmig und/oder halbkreisförmig ausgebildet sein kann. Auf diese Weise können Endsteine des FeststofTspeichers bereitgestel lt werden.
Unter dem Wä rm et rä ge rm ed i u m ist grundsätzl ich jedes Wärm et rägerm ed i u m zur Übertragung von Wärme geeignet. Vorzugsweise ist das Wärmet rägermed i um Wasser und/oder Was- serdampf, dass bevorzugt unter Hochdruck dem Kanal des Feststoffspeichers zugeführt wird. Besonders bevorzugt ist das Wärmeträgermedium Luft und/oder Zinn, wobei Zinn besonders vorteilhafte thermische Eigenschaften zur Übertragung von Wärmeenergie aufweist. Unter dem Begriff„verbunden" im Zusammenhang mit der Zuieitungseinrichtung und/oder Ableitungseinriehtung des Beladekreislaufs und/oder des Entladekreislaufs ist eine Verbindung zu verstehen, die eine Übertragung des Wärmeträgermediums zulässt.
Das Heizspeichersystem weist somit einen Feststoffspeicher auf der durch eine Mehrzahl zueinander angeordneter Speichcrblöckc ausgebildet ist. Die Speicherblöcke weisen eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung und/oder eine durchgehende Öffnung auf, wobei die Speicherblöcke so zueinander angeordnet sind, dass durch die in den Speicherblöcken ausgebildete Vertiefung und/oder der durchgehenden Öffnung ein Kanal mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung ausgebildet ist. Das Heizspeichersystem weist zudem einen Bel- adekreislauf zur thermischen Beladung des Feststoffspeichers und einen Entladekreislauf zur thermischen Entladung des Feststoffspeichers auf. Der Beladekreislauf umfasst eine mit der ersten Einlassöffnung des Kanal verbundene erste Zuieitungseinrichtung zur Zuführung eines, vorzugsweise aus einem Solarkraftwerk, thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und eine mit der Auslassöffnung verbundene erste Ableitungseinrichtung zum Ausgleich des zu- geführten Wärmeträgermediums auf. Somit w ird dem Feststoffspeicher ein thermisch belade- nes, also erhitztes und/oder erwärmtes Wärmeträgerm cd i u m über die Einlassöffnung zugeführt. Zum Ausgleich des zugeführten thermisch beladenen Wärm et rägerm ed i u m s, wird thermisch entladenes Wä rm et rä germ cd i u m , also Wärmet rägermed i um . das Wärme an die Speicherblöcke abgegeben hat, über die Auslassöffnung aus dem Feststoffspeicher abgeführt und vorzugsweise dem Solarkraftwerk zur erneuten thermischen Beladung zugeführt. Der Entladekreislauf weist eine mit der Einlassöffnung des Kanals verbundene zweite Ableitungseinrichtung zur Abführung des thermisch beladenen W ä rm et rägerm ed i u m s , also Wärmeträgermedium, dass vorzugsweise durch die zuv or thermisch beladenen Speicherblöcke erwärmt und/oder erhitzt wurde, aus dem Feststoffspeicher auf, so dass das abgeführte thermisch beladen c Wärmeträgermedium einem Kraftwerk bzw. einer Kraftwerkseinrichtung zur Stromerzeugung zugeführt werden kann. Zum Ausgleich des abgeführten thermisch beladenen Wärmeträgermediums aus dem Feststoffspeicher, wird thermisch entladenes Wärmeträgermedi- um, also Wärmeträgermedium, das Wärme zur Energieerzeugung in dem Kraftwerk abgegeben hat, dem Kanal über die Ausiassöffnung zugeführt. Auf diese Weise wird ein verrohrungsfreier Feststoffspeicher bereitgestellt, der in einfacher Weise thermisch beladen und thermisch entladen werden kann. Dadurch, dass der Feststoffspeicher verrohrungsfrei ausgebildet ist, können die Herstellungskosten des Speichers reduziert werden. Durch die verroh- rungsfreie Ausbildung des Feststoffspeichers steht das Wärmeträgermedium im direkten Kontakt mit dem Speicherblock, so dass Wärmeübertragungsverluste reduziert werden können, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmespeichersystems erhöht werden kann.
Grundsätzlich können die Speicherblöcke voneinander unterschiedlich ausgebildet sein. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherblöcke eine erste Stirnseite und eine in Längsrichtung eines Speicherblocks zur ersten Stirnseite beabstandet angeordnete zweite Stirnseite aufweisen, und die Außenseiten zwischen der ersten Stirnseite und der zweiten Stirnseite parallel zur Längsrichtung des Speicherblocks ausgebildet sind, wobei die erste Außenseite parallel und beabstandet zur zweiten Außenseite und die dritte Außenseite parallel und beabstandet zur vierten Außenseite ausgebildet sind. Auf diese Weise sind die Speicherblöcke quaderförmig ausgebildet, so dass die Speicherblöcke in einfacher Weise zueinander anordbar sind.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vertiefung in ei- nem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite und der dritten Außenseite und/oder in einem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite und der vierten Außenseite und/oder in der zweiten Außenseite ausgebildet sind. Ist die Vertiefung im Eckbereich zwischen der ersten Außenseite und der dritten Außenseite und/oder zwischen der ersten Außenseite und der vierten Au- ßenseite ausgebildet, so ist die Vertiefung vorzugsweise als geradlinige Kehle ausgebildet, die vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Speicherblocks ein viertelkreisförmiges Profil aufweist. Die Vertiefung auf der vierten Seite ist vorzugsweise als geradlinige Kehle ausgebildet, die vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Spei- cherblocks ein halbkreisförmiges Profil umfasst. Auf diese Weise kann in einfacher Weise durch die Anordnung mehrerer Speicherblöcke ein Kanal ausgebildet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die durchgehende Öffnung von der ersten Stirnseite durch den Speicherblock bis zur zweiten Stirnseite geführt ist. Auf diese Weise wird ein Speicherblock bereitgestellt, der vorzugsweise eine geradlinige durchgehende Öffnung aufweist. Somit werden vorzugsweise Mittelsteine bzw. Speicherblöcke, die in der Mitte des Feststoffspeichers angeordnet sind, bereitgestellt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die durchgehende Öffnung von der ersten Stirnseite oder der zweiten Stirnseite durch den Speicherblock geführt ist in eine der Außenseiten des Speicherblocks mündet. Auf diese Weise weist die durchgehende Öffnung vorzugsweise eine Krümmung auf. Diese eignet sich besonders für Endsteine bzw. Speicherblöcke, die am Ende des Feststoffspeichers angeordnet sind. Die jeweilige durchgehende Öffnung eines Speicherblocks bildet einen Kanalabschnitt des Kanals. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherblöcke auf der ersten Stirnseite erste Verbindungselemente und/oder auf der zweiten Stirnseite zu den ersten Verbindungselementen korrespondierende erste Verbindungsaufnahmen aufweisen. Auf diese Weise können die Speicherblöcke vorzugsweise in Längsrichtung formschlüssig miteinander verbunden werden.
In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die ersten Verbindungselemente eine Schwalbenschwanzverbindung sind, und die ersten Verbindungsaufnahmen korrespondierende Zinken aufweisen. Auf diese Weise kann ein erster Spei- cherblock mit der die Schwalbenschwanzverbindung aufweisenden ersten Stirnseite an die die Zinken aufweisende zweite Stirnseite eines zweiten Speicherblocks formschlüssig angeordnet werden. Somit kann vorzugsweise eine in Längsrichtung des Kanals gerichtete zugfeste Verbindung zwischen den Speicherblöcken bereitgestellt werden.
In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Schwalbenschwanzverbindung und/oder die Zinken ausgehend von der zweiten Außenseite in Richtung der ersten Außenseite konisch zulaufend ausgebildet sind. Auf diese Weise kann das Einführen der Schwalbenschanzverbindung in die korrespondierenden Zinken zur Verbindung der Speicherblöcke vereinfacht werden, wodurch Zeit und Kosten bei der Herstellung des Feststoffspeichers reduziert werden können.
Grundsätzlich können die Außenseiten der Speicherblöcke eben ausgebildet sein, so dass bei einer Mehrzahl von zueinander angeordneter Speicherblöcke die Außenseiten stumpf gesto- ßen werden können. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Speicherblöcke auf der zweiten Außenseite zweite Verbindungselemente und/oder auf der ersten Außenseite zu den zweiten Verbindungselementen korrespondierende zweite Verbindungsaufnahmen aufweisen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweiten Verbindungselemente in einer Richtung senkrecht zur Ebene der zweiten Außenseite ausgerichtete eine oder mehrere Vorsprünge sind, die besonders bevorzugt zylinderförmig und/oder quaderförmig ausgebildet sind. Die zweiten Verbindungsaufnahmen sind zu den Vorsprüngen der zweiten Außenseite korrespondierende Rücksprünge, die besonders bevorzugt in einer Richtung senkrecht zur Ebene der ersten Außenseite ausgerichtete sind. Auf diese Weise kann die erste Außenseite eines ersten Speicherblocks in einfacher Weise mit der zweiten Außenseite eines zweiten Speicherblock formschlüssig verbunden werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung liegt darin, dass die Stoßfugen der Speicherblöcke verklebt sind. Auf diese Weise können die Speicherblöcke stoffschlüssig miteinander verbunden wer- den. Zudem können die Stoßfugen abgedichtet werden, so dass über die Stoßfugen kein Wärmeträgermedium entweichen kann. Besonders bevorzugt erfolgt die Verklebung der Stoßfugen der jeweiligen Speicherblöcke über einen Hochtemperaturkleber, der eine Temperaturbeständigkeit größer 400°C, vorzugsweise großer 700°C und ganz besonders bevorzugt grö- ßer 1.000°C aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherblöcke im Versatz zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann die strukturelle Integrität des Feststoffspeichers erhöht werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Speicherblöcke so zueinander angeordnet sind, dass der erste Kanal mäanderförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Kanallänge innerhalb des Feststoffspeichers zur thermischen Beladung des Fest- stoffspeichers erhöht werden. Zudem können somit die Einlassöffnung und die Auslassöff- nung auf einer Seite des Feststoffspeichers ausgebildet sein. Sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung auf einer Seite des Feststoffspeichers ausgebildet, kann vorzugsweise die die Einlassöffnung und die Auslassöffnung aufweisende Seite des Feststoffspeichers eine feste Lagerung aufweisen, wobei der den Kanal aufweisende Teil des Feststoffspeichers eine gleitende Lagerung aufweist. Thermische Längenänderungen des Feststoffspeichers werden durch die gleitende Lagerung nicht behindert. Somit können der mit der Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung verbundenen Beladekreislauf und/oder Entladekreislauf von den thermisch bedingten Längenänderungen des Feststoffspeichers im Zuge der thermischen Beladung und/oder Entladung entkoppelt werden. Auf diese Weise können Herstellungskosten des Wärmespeichersystems reduziert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einlassöffnung und/oder der Auslassöffnung eine Ventileinrichtung vorgeschaltet ist. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung periodisch steuerbar. Auf diese Weise ist steuerbar, dass über einen ersten Zeitabschnitt über die erste Zuleitungseinrichtung und über die Einlassöffnung thermisch be- ladenes Wärmeträgermedium aus einem Solarkraftwerk dem Kanal zur thermischen Beladung der Speicherblöcke zugeführt wird und zu einem zweiten Zeitabschnitt thermisch beladenes Wärmeträgermedium aus dem Wärmespeicher über die Einlassöffnung und über die zweite Ableitungseinrichtung abgeführt und einem Kraftwerk zur Stromerzeugung zugeführt wird. Somit können mit nur einem Kanal eine Beladung und eine Entladung des Feststoffspeichers erfolgen. Eine reduzierte Anzahl an Kanälen bzw. nur ein Kanal kann die strukturelle Integrität des Feststoffspeichers erhöhen. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Beladekreislauf und/oder der Entladekreislauf einen Wärmetauscher aufweist. Ist der Wärmetauscher im Beladekreislauf angeordnet, wird vorzugsweise im Solarkraftwerk erzeugte thermische Wärme im Wärmetauscher auf das Wärmeträgermedium übertragen und dann dem Feststoffspeicher zur Speicherung zugeführt. Aus dem Feststoffspeicher über die Auslassöffnung in Richtung des So- larkraftwerks geleitetes Wärmeträgermedium wird ebenfalls dem Wärmetauscher zugeführt. Auf diese Weise kann im Solarkraftwerk ein vom Wärmespeichersystem verschiedenes Wärmeträgermedium verwendet werden. Selbiges gilt für den Entladekreislauf.
Grundsätzlich reicht nur ein Kanal zum thermischen Beladen und Entladen des Feststoffspei- chers aus. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fest- stoffspeicher einer Mehrzahl von Kanälen aufweist.
In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass bei der Mehrzahl von Kanäle ein erster Kanal der Beladekreislauf ist und ein zweiter Kanal der Entladekreislauf ist. Auf diese Weise sind der Beladekreislauf und der Entladekreislauf kanaltechnisch getrennt, so dass parallel bzw. zeitgleich zur thermischen Beladung eine thermische Entladung erfolgen kann. Die Speicherblöcke können grundsätzlich aus jedem Material zur Speicherung thermischer Energie hergestellt sein. Vorzugsweise sind die Speicherblöcke aus einem Beton hergestellt. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Speicherblöcke aus Flugasche, vorzugsweise aus keramisch gebrannter Flugasche hergestellt sind. Hierzu werden vorzugsweise Flugasche, Wasser und organischen Additiven vermengt, so dass die entstehende Matrix eine plastische Eigenschaft aufweist. Die plastische Matrix wird unter Druck in Formen verfüllt, aus der Form gelöst und einem Ofen zugeführt. Bei einer Temperatur zwischen 1.000°C und 1.200°C sintert die Flugasche und einzelne Globuli der Flugasche verschmelzen mit ihrer Umgebung und gehen eine feste Verbindung ein. Alternativ oder in Ergänzung ist vorgesehen, dass die Speicherblöcke aus Hochofenschlacke, vorzugsweise aus keramisch gebrannter Hochofenschlacke, hergestellt sind. Hochofenschlacke entsteht bei der Eisenverhüttung und wird als Abfallprodukt bei einer Temperatur größer 1.600°C aus dem Hochofen abgestochen. Die Schlacke wird in Formen zur Bildung der Speicherblöcke gegossen und erstarrt. Weiterhin kann bereits abgestochene und erstarrte Hochofenschlacke granu- liert und einem keramischen Verarbeitungsprozess zur Bildung der Speicherblöcke zugeführt werden. Unter Flugasche und/oder Hochofenschlacke werden im Rahmen der Erfindung jegliche mineralische Rückstände aus Verbrennungsprozessen und Metallherstellungsprozessen verstanden, beispielsweise Kesselsand, Grobasche, Brandschlacke oder Elektroofenschlacke. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Feststoffspeicher in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse vorzugsweise eine Wärmeisolierung aufweist. Auf diese Weise können Wärmeverluste des Feststoffspeichers reduziert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Speicherblöcke an der Einlass- Öffnung und an der Auslassöffnung in die Speicherblöcke eingelassene erste und/oder zweite Verbindungselemente auf, die formschlüssig mit dem Kanal ausgeführt sind und diesen außerhalb der Speicherblöcke verlängern, um den formschlüssigen Kontakt mit dem Wärmeträ- germedium und dem ersten und/oder zweiten Verbindungselement des nächsten Speicherblocks zu verbinden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente aus einem temperaturfesten Stahl gestaltet sind, welcher zuvor durch formgebende Verfahren bearbeitet wurde, und/oder wobei eine Verbindung zwischen miteinander in Kontakt stehenden ersten und/oder zweiten Verbindungselementen zweier Speicherblöcke als Schweiß- und/oder Schraub Verbindung ausgeführt sind. Bevorzugt sind überstehende erste und/oder zweite Verbindungselemente mit Manschetten ummantelt, die form- schlüssig zwischen benachbarte Speicherblöcke um die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente passen, um weitere Energie zu speichern und die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente zu isolieren. In diesem Zusammen ist weiter bevorzugt, dass die Manschetten ausgeführt sind, eine äußere Formgebung der Speicherblöcke, insbesondere eine Geometrie, derart zu ergänzen, dass eine durchgehende Formgebung über mehrere Speicherblöcke und erste und/oder zweite Verbindungselemente erhalten wird.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung eines Wärmespeichersystems, umfassend einen Feststoffspeicher mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten aufweisender Speicherblöcke, wobei die Speicherblöcke wenigstens eine in Längsrichtung angeordnete durchgehende Öffnung und/oder auf ihrer Außenseite wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung aufweisen, und so zueinander angeordnet sind, dass durch die Vertiefung und/oder die durchgehende Öffnung wenigstens ein Kanal mit einer Einlassöffnung und einer zur Einlassöffnung beabstandet ausgebildeten Auslassöff ung ausgebildet ist, ein mit dem Kanal zumindest abschnittsweise im direkten Kontakt stehendes Wärmeträgermedium, einen Beladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Zuleitungseinrichtung zur Zuführung von thermisch beladenem Wärmeträgermedium und einer mit der Auslassöffnung verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermediums, und/oder einen Entladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und einer mit der Auslassöffnung verbundenen zweiten Zuleitungseinrichtung zum Ausgleich des abgeführten Wärmeträgermediums.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Speicherung thermischer Energie, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Wärmespeichersystems, umfassend einen Feststoffspeicher mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten aufweisender Speicherblöcke, wobei die Speicherblöcke wenigstens eine in Längsrichtung angeordnete durchgehende Öffnung und/oder auf ihrer Außenseite wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung aufweisen, und so zueinander angeordnet sind, dass durch die Vertiefung und/oder die durchgehende Öffnung wenigstens ein Kanal mit einer Einlassöffnung und einer zur Einlassöffnung beabstandet ausgebildeten Auslassöffnung ausgebildet ist, ein mit dem Kanal zumindest abschnittsweise im direkten Kontakt stehendes Wärmeträgermedium, einen Beladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Zuleitungseinrichtung zur Zuführung von thermisch beladenem Wärmeträgermedium und einer mit der Auslassöffnung verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermediums, und/oder einen Entladekreislauf mit einer mit der Einlassöffnung des Kanals verbundenen ersten Ableitungseinrichtung zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und einer mit der Auslassöffnung verbundenen zweiten Zuleitungseinrichtung zum Ausgleich des abgeführten Wärmeträgermediums, wobei zur thermischen Beladung der Speicherblocke über den Beladekreislauf:
- thermisch erwärmtes Wärmeträgermedium über die Einiassöffnung dem Kanal zugeführt wi d und
- thermisch entladenes Wärmeträgermedium über die Auslassöffnung abgeführt wird, und
zur thermischen Entladung der Speicherblocke über den Entiadekreislauf:
- thermisch beladenes Wärmeträgermedium über die Einlassöffnung abgeführt und - thermisch entladenes Wärmeträgermedium über die Ausiassöffnung dem Kanal zugeführt wird.
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die bevorzugten und/oder vorteilhaften Weiter- bildungen des Wärmespeichersystems ebenfalls auf die erfindungsgemäße Verwendung und das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Wärmespeichersystems, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht eines Speicherblocks, gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbei- spiel der Erfindung,
Fig. 3 eine Ansicht mehrerer im Versatz zueinander angeordneter Speicherblöcke, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4 eine Ansicht eines Speicherblocks, gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Wärmespeichersystems 10 zur Speicherung thermischer Energie gezeigt. Das Wärmespeichersystem 10 weist einen Feststoffspeicher 12 mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten aufweisender Speicherblöcke 14 auf. Eine Detailansicht der Speicherblöcke ist in den Fig. 2 bis 4 gegeben. Die Speicherblöcke 14 weisen eine in Längsrichtung angeordnete durchgehende Öffnung 16 und/oder auf ihrer Außenseite wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung 18 auf, und sind so zueinander angeordnet, dass durch die Vertiefung 18 und/oder die durchgehende Öffnung 16 ein Kanal 20 mit einer Einlassöffnung 22 und einer zur Einlassöffnung 22 beabstandet ausgebildeten Auslassöffnung 24 ausgebildet ist. Weiterhin werden durch die Speicherblöcke 14 ein von dem Kanal 20 verschiedener zweiter Kanal 26 mit einer zweiten Einlassöffnung 28 und einer zur zweiten Einlassöffnung 28 beabstandet angeordneten zweiten Auslassöffnung 30 ausgebildet. Auf diese Weise wird ein verrohrungsfreier Feststoffspeicher 12 bereitgestellt, wodurch Material- und Herstellungskosten des Wärmespeichersystems 10 reduziert werden können.
Das Wärmespeichersystem 10 weist zudem einen Beladekreislauf 32 zur thermischen Beladung des Feststoffspeichers 12, und einen Entladekreislauf 34 zur thermischen Entladung des Feststoffspeichers 12 auf.
Der Beladekreislauf 32 weist eine erste Zuleitungseinrichtung 36 zur thermischen Beladung des Feststoffspeichers 12 durch Zuführung eines thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und eine erste Ableitungseinrichtung 38 zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermedi- ums auf.
Die erste Zuleitungseinrichtung 36 ist über eine erste Ventileinrichtung 40 mit der Einlassöff- nung 22 des Kanals 20 und mit der zweiten Einlassöffnung 28 des zweiten Kanals 26 verbun- den. Auf einem Ende der ersten Zuleitungseinrichtung 36, das der Einlassöffnung 22 abgewandt ist, ist die erste Zuleitungseinrichtung 36 mit einem Solarkraftwerk 42 verbunden. Auf diese Weise kann über die erste Zuleitungseinrichtung 36 ein von dem Solarkraftwerk 42 thermisch beladenes Wärmeträgermedium über die Einlassöffnung 22 dem Kanal 20 und über die zweite Einlassöffnung 28 dem zweiten Kanal 26 und somit dem Feststoffspeicher 12 zur thermischen Beladung der Speicherblöcke 14 zugeführt werden.
Die erste Ableitungseinrichtung 38 ist über eine zweite Ventileinrichtung 44 mit der Auslassöffnung 24 des Kanals 20 und mit der zweiten Auslassöffnung 30 des zweiten Kanals 26 ver- bunden. Mit einem Ende der ersten Ableitungseinrichtung 38, das der Auslassöffnung abgewandt ist, ist die erste Ableitungseinrichtung 38 mit dem Solarkraftwerk 42 verbunden. Auf diese Weise kann zum Ausgleich des zugeführten thermisch beladenen Wärmeträgermediums, thermisch entladenes Wärmet rägermcd i um über die Ausiassöffnung 24 und die zweite Ausiassöffnung 30 aus dem Feststoffspeicher 12 abgeführt und dem Solarkraftwerk 42 zur erneuten thermischen Beladung zugeführt werden.
Der Entladekreislauf 34 weist eine zweite Ableitungseinrichtung 46 zur thermischen Entladung des Feststoffspeichers 12, und eine zweite Zuleitungseinrichtung 48 zum Ausgleich des abgeführten, thermisch beladenen Wärmeträgermediums auf.
Die zweite Ableitungseinrichtung 46 ist mit einem Ende über die erste Ventileinrichtung 40 mit der Einlassöffnung 22 des Kanals 20 und der zweiten Einlassöffnung 28 des zweiten Kanals 26 zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums aus dem Feststoffspei- cher 1 2 verbunden. Mit einem Ende der zweiten Ableitungseinrichtung 46, das der zweiten Emlassöffnung 28 abgewandt, ist, ist die zweite Ableitungseinrichtung 46 mit einem Kraftwerk 50 zur Stromerzeugung verbunden. Auf diese Weise kann das thermisch beladene Wärmeträgermedium aus dem Feststoffspeicher 12 dem Kraftwerk 50 zur Stromerzeugung zugeführt werden. Die zweite Zuleitungseinrichtung 48 ist über die zweite Ventileinrichtung 44 mit der Auslassöffnung 24 des Kanals 20 und mit der zweiten Auslassöffnung 30 des zweiten Kanals 26 verbunden. Mit einem Ende der zweiten Zuleitungseinrichtung, das der zweiten Auslassöffnung 30 abgewandt ist, ist die zweite Zuleitungseinrichtung 48 mit dem Kraftwerk 50 verbunden. Auf diese Weise kann zum Ausgleich des dem Kraftwerk 50 zugeführten thermisch bcladcncn Wärmeträgermediums, thermisch entladenes Wärmeträgermedium über die Auslassöfmung 24 und die zweite Auslassöffnung 30 dem Feststoffspeicher 12 zur erneuten thermischen Beladung zugeführt werden. Somit wird ein verrohrungsfreier Feststoffspeicher bereitgestellt, der in einfacher Weise thermisch beladen und thermisch entladen werden kann. Dadurch, dass der Feststoffspeicher verrohrungsfrei ausgebildet ist, können die Herstellungskosten des Wärmespeichersystems reduziert werden. Zudem steht das Wärmeträgermedium im direkten Kontakt mit den Speicherblöcken, so dass Wärmeübertragungsverluste reduziert werden können.
Die erste Ventileinrichtung 40 und die zweite Ventileinrichtung 44 sind jeweils als 4/2 Wegeventil ausgebildet.
Die thermische Beladung und die thermische Entladung des Feststoffspeichers 12 erfolgt pe- riodisch. Auf diese Weise können der Kanal 20 und der zweite Kanal 26 zur thermischen Beladung des Feststoffspeichers 12 und zur thermischen Entladung genutzt werden, wodurch die Anzahl der Kanäle 20, 26 im Feststoffspeicher 12 reduziert und die strukturelle Integrität des Feststoffspeichers 12 erhöht werden kann. Die Mehrzahl der Speicherblöcke 14 ist so angeordnet, dass der Kanal 20 und der zweite Kanal 26 einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen. Auf diese Weise können die Einlassöff- nung und die Auslassöffnung des Kanals 20 sowie die zweite Einlassöffnung 28 und zweite Auslassöffnung 30 des zweiten Kanals 26 auf einer Seite des Feststoffspeichers 12 ausgebil- det sein, so dass diese in einfacher Weise über die entsprechenden Zuleitungseinrichtungen 36, 48 und Ableitungseinrichtungen 38, 46 angeschlossen werden können. Die die Einlassöff- nung 22, 28 und die Auslassöffnung 24, 30 aufweisende Seite des Feststoffspeichers 12 ist fest gelagert bzw. weist eine feste Lagerung 51 auf. Der Teil des Feststoffspeichers 12, der die Kanäle 20, 26 aufweist, ist gleitend gelagert bzw. weist eine gleitende Lagerung 53 auf. Thermische bedingte Längenänderungen des Feststoffspeichers 12 werden durch die gleitende Lagerung 53 nicht behindert. Auf diese Weise können der Beladekreislauf 32 und/oder Entladekreislauf 34 von den thermisch bedingten Längenänderungen des Feststoffspeichers 12 entkoppelt werden. Somit können Herstellungskosten des Wärmespeichersystems 10 reduziert werden.
In Fig. 2 ist ein aus Fig. 1 bekannter Speicherblock 14 dargestellt, wobei der in Fig. 1 gezeigte Feststoffspeicher 12 aus einer Mehrzahl von Speicherb locken 14 gebildet ist. Der Speicherblock 14 ist quaderförmig ausgebildet und weist eine erste Stirnseite 52 und eine in Längs- richtung 54 eines Speicherblocks 14 zur ersten Stirnseite 52 beabstandet angeordneten zweiten Stirnseite 56 auf. Die Außenseiten 58 sind zwischen ersten Stirnseite 52 und der zweiten Stirnseite 56 parallel zur Längsrichtung 54 des Speicherblocks 14 ausgebildet. Die erste Außenseite 60 ist parallel und beabstandet zur zweiten Außenseite 62 angeordnet. Die dritte Außenseite 64 ist parallel und beabstandet zur vierten Außenseite 66 ausgebildet.
In einem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite 60 und der dritten Außenseite 64, sowie im einem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite 60 und der vierten Außenseite 66 sind jeweils eine in Längsrichtung 54 des Speicherblocks 14 angeordnete Vertiefung 18 als geradlinige Kehle ausgebildet, die in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung 54 des Speicher- blocks 14 jeweils ein viertelkreisförmiges Profil aufweist. Auf der zweiten Außenseite 62 ist die Vertiefung 18 in Form einer geradlinigen Kehle ausgebildet, die in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung 54 des Speicherblocks 14 ein halbkreisförmiges Profil zeigt. In Fig. 3 ist eine Mehrzahl der aus Fig. 2 bekannten Speicherblöcke 14 gezeigt, die im Versatz zueinander angeordnet sind. Ein erster Speicherblock 14' grenzt mit seiner vierten Außenseite 66' zumindest abschnittsweise an die dritte Außenseite 64" eines zweiten Speicherblocks 14" an. Ein dritter Speicherblock 14" ' ist zumindest abschnittsweise mit seiner ersten Außenseite 60" ' auf der zweiten Außenseite 62' des ersten Speicherblocks 14' und der zweiten Außenseite 62" des zweiten Speicherblocks 14" angeordnet. Der Verlauf der auf der zweiten Außenseite 62" des zweiten Speicherblocks 14" ausgebildeten halbkreisförmigen Vertiefung 18" und der Verlauf der im Eckbereich der ersten Außenseite 60" ' und vierten Außenseite 66" ' des dritten Speicherblocks 14"' viertelkreisförmig ausgebildeten Vertiefung 18"' sind parallel zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird durch die Anordnung eines weiteren vierten Speicherblocks (nicht dargestellt), der zumindest abschnittsweise an die vierte Außenseite 66" ' des dritten Speicherblocks 14" ' und an die zweite Außenseite 62" des zweiten Speicherblocks 14" angrenzt, ein Kanal 20 bzw. ein Kanalabschnitt ausgebildet. In Fig. 4 ist eine zweite Ausfuhrungsform des Speicherblocks 14 gezeigt, wobei der Speicherblock 14 eine von der ersten Stirnseite 52 zur zweiten Stirnseite 56 durchgehende Öffnung 16 aufweist. Die Öffnung 16 muss nicht zwangsläufig von der ersten Stirnseite 52 bis zur zweiten Stirnseite 56 verlaufen, sondern kann auch vorzugsweise von der ersten Stirnseite 52 oder zweiten Stirnseite 56 in eine der vier Außenseiten münden.
Der Speicherblock 14 weist auf der ersten Stirnseite 52 als Schwalbenschwanzverbindung 72 ausgebildete erste Verbindungselemente 74, und auf der zweiten Stirnseite 56 zu den ersten Verbindungselementen 74 korrespondierende als Zinken 76 ausgebildete erste Verbindungsaufnahmen 78 auf. Somit kann vorzugsweise eine in Längsrichtung des in Fig. 1 gezeigten Kanals 20 gerichtete zugfeste Verbindung zwischen den Speicherb locken 14 bereitgestellt werden. Ausgehend von der zweiten Außenseite 62 in Richtung der ersten Außenseite 60 weisen die Schwalbenschwanzverbindung 72 und die Zinken 76 einen konisch zulaufenden Verlauf auf. Auf diese Weise kann das Einführen der Schwalbenschanzverbindung 72 in die korrespondierenden Zinken 76, zur Verbindung der Speicherblöcke 14 miteinander, vereinfacht werden, wodurch Zeit und Kosten bei der Herstellung des Feststoffspeichers 12 reduziert werden können.
Auf der zweiten Außenseite 62 weist der Speicherblock 14 zweite Verbindungselemente 80 in Form von mehreren in einer Richtung senkrecht zur Ebene der zweiten Außenseite 62 quader- förmig ausgebildeten Vorsprüngen auf. Auf der ersten Außenseite 60 sind zu den zweiten Verbindungselementen 80 korrespondierende zweite Verbindungsaufnahmen 82 angeordnet. Die zweiten Verbindungsaufnahmen 82 sind vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zur Ebene der ersten Außenseite 60 ausgerichtete und zu den Vorsprüngen der zweiten Außenseite 62 korrespondierende Rücksprünge. Auf diese Weise kann die erste Außenseite 60 eines ersten Speicherblocks 14 in einfacher Weise mit der zweiten Außenseite 62 eines zweiten Speicherblocks 14 formschlüssig verbunden werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprü- che auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer an- deren Kategorie eingesetzt werden. Bezugszeichen
10 Wärmespeichersystem
12 Feststoffspeicher
14 Speicherblock
16 Durchgehende Öffnung
18 V ertiefung
20 Kanal
22 Einlassöffnung
24 Auslassöffnung
26 Zweiter Kanal
28 Zweite Einiassöffnung
30 Zweite Ausiassöffnung
32 Beladekreisiauf
34 Entladekreislauf
36 Erste Zuleitungseinrichtung
38 Erste Abieitungseinrichtung
40 Erste Ventileinrichtung
42 Solarkraftwerk
44 Zweite Ventiieinrichtung
46 Zweite Abieitungseinrichtung
48 Zweite Zuleitungseinrichtung
50 Kraftwerk
51 Feste Lagerung
52 Erste Stirnseite
53 Gleitende Lagerung
54 Längsrichtung Speicherblock Zweite Stirnseite
Außenseiten
Erste Außenseite
Zweite Außenseite
Dritte Außenseite
Vierte Außenseite
Schwalbenschwanzverbindung
Erstes Verbindungselement
Zinken
Erste Verbindungsaufnahmen
Zweite Verbindungselemente
Zweite Verbindungsaufnahmen

Claims

Patentansprüche
1. Wärmespeichersystem (10) zur Speicherung thermischer Energie, umfassend
einen Feststoffspeicher (12) mit einer Mehrzahl zueinander angeordneter Außenseiten (58) aufweisender Speicherblöcke (14), wobei die Speicherblöcke (14) wenigstens eine in Längsrichtung angeordnete durchgehende Öffnung (16) und/oder auf ihrer Außenseite (58) wenigstens eine in Längsrichtung ausgebildete Vertiefung (18) aufweisen, und so zueinander angeordnet sind, dass durch die Vertiefung (18) und/oder die durchgehende Öffnung (16) wenigstens ein Kanal (20) mit einer Einlassöffnung (22) und einer zur Einlassöffnung (22) beab- standet angeordnete Auslassöffnung (24) ausgebildet ist,
ein mit dem Kanal (20) zumindest abschnittsweise im direkten Kontakt stehendes Wärmeträgermedium,
einen Beladekreislauf (32) mit einer mit der Einlassöffnung (22) des Kanals (20) verbundenen ersten Zuleitungseinrichtung (36) zur Zuführung von thermisch beladenem Wärme- trägermedium und einer mit der Auslassöffnung (24) verbundenen ersten Ableitungseinrichtung (38) zum Ausgleich des zugeführten Wärmeträgermediums, und/oder
einen Entladekreislauf (34) mit einer mit der Einlassöffnung (22) des Kanals (20) verbundenen zweiten Ableitungseinrichtung (46) zur Abführung des thermisch beladenen Wärmeträgermediums, und einer mit der Auslassöffnung (24) verbundenen zweiten Zuleitungs- einrichtung (48) zum Ausgleich des abgeführten Wärmeträgermediums, wobei
die Speicherblöcke (14) aus Flugasche und/oder Hochofenschlacke hergestellt sind.
2. Wärmespeichersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Speicherblöcke (14) eine erste Stirnseite (52) und eine in Längsrichtung (54) eines Speicherblocks (14) zur ersten Stirnseite (52) beabstandet angeordneten zweite Stirnseite (56) aufweisen, und die Außenseiten (58) zwischen der ersten Stirnseite (52) und der zweiten Stirnseite (56) parallel zur Längsrichtung (54) ausgebildet sind, wobei die erste Außenseite (60) parallel und beabstandet zur zweiten Außenseite (62) und die dritte Außenseite (64) parallel und beabstandet zur vierten Außenseite (66) ausgebildet sind.
3. Wärmespeichersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Vertiefung (18) in einem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite (60) und der dritten Außenseite (64) und/oder in einem Eckbereich zwischen der ersten Außenseite (60) und der vierten Außenseite (66) und/oder in der zweiten Außenseite (62) ausgebildet ist.
4. Wärmespeichersystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherblöcke (14) auf der ersten Stirnseite (52) erste Verbindungselemente (74) und/oder auf der zweiten Stirnseite (56) zu den ersten Verbindungselementen (74) korrespondierende erste Verbindungsaufnahmen (78) aufweisen.
5. Wärmespeichersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten Verbin- dungselemente (74) eine Schwalbenschwanzverbindung (72) ist und die ersten Verbindungs- aufhahmen (78) korrespondierende Zinken (76).
6. Wärmespeichersystem nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherblöcke (14) auf der ersten Außenseite (60) zweite Verbindungselemente (80) und/oder auf der zweiten Außenseite (62) zu den zweiten Verbindungselementen (80) korrespondierende zweite Verbindungsaufhahmen (82) aufweisen.
7. Wärmespeichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherblöcke (14) so zueinander angeordnet sind, dass der Kanal (20) mäanderförmig ausgebil- det ist.
8. Wärmespeichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einlassöffnung (22) und/oder der Auslassöffnung (24) eine Ventileinrichtung (40) vorgeschaltet ist.
9. Wärmespeichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherblöcke (14) an der Einlassöffnung (22) und an der Auslassöffnung (24) in die Speicherblöcke (14) eingelassene erste und/oder zweite Verbindungselemente (74, 80) aufweisen, die formschlüssig mit dem Kanal (20) ausgeführt sind und diesen außerhalb der Speicherblöcke (14) verlängern, um den formschlüssigen Kontakt mit dem Wärmeträgermedium und dem ersten und/oder zweiten Verbindungselement (74, 80) des nächsten Speicherblocks (14) zu verbinden
10. Wärmespeichersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente (74, 80) aus einem temperaturfesten Stahl gestaltet sind, welcher zuvor durch formgebende Verfahren bearbeitet wurde, und/oder wobei eine Verbindung zwischen miteinander in Kontakt stehenden ersten und/oder zweiten Verbindungselementen (74, 80) zweier Speicherblöcke (14) als Schweiß- und/oder Schraub Verbindung ausgeführt sind.
11. Wärmespeichersystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei überstehende erste und/oder zweite Verbindungselemente (74, 80) mit Manschetten ummantelt sind, die formschlüssig zwischen benachbarte Speicherblöcke (14) um die ersten und/oder zweiten Verbindungselemente (74, 80) passen, um weitere Energie zu speichern und die ers- ten und/oder zweiten Verbindungselemente (74, 80) zu isolieren.
12. Wärmespeichersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Manschetten ausgeführt sind, eine äußere Formgebung der Speicherblöcke (14) derart zu ergänzen, dass eine durchgehende Formgebung über mehrere Speicherblöcke (14) und erste und/oder zweite Verbindungselemente (74, 80) erhalten wird.
13. Verwendung eines Wärmespeichersystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Speicherung thermischer Energie.
14. Verfahren zum Speicherung thermischer Energie, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Wärmespeichersystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
zur thermischen Beladung der Speicherblöcke über den Beladekreislauf (32):
- thermisch erwärmtes Wärmeträgermed i um über die Einlassöffnung (22) dem Kanal (20) zugeführt wird, und
- thermisch entladenes Wä rmet rägerm ed i u m über die Auslassöffnung (24) aus dem Kanal (20) abgeführt wird, und
zur thermischen Entladung der Speicherblöcke (14) über den Entladekreislauf (34):
- thermisch beladencs Wärm eträgcrm ed i u m über die Einlassöffnung (22) abgeführt und
- thermisch entladenes Wärmeträgermed i um über die Ausia.ssöffnung (24) dem Kanal (20) zugeführt wird.
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