HU204299B - Latent heat receiver - Google Patents

Latent heat receiver Download PDF

Info

Publication number
HU204299B
HU204299B HU852990A HU299085A HU204299B HU 204299 B HU204299 B HU 204299B HU 852990 A HU852990 A HU 852990A HU 299085 A HU299085 A HU 299085A HU 204299 B HU204299 B HU 204299B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
component
heat
storage
heat transfer
volume
Prior art date
Application number
HU852990A
Other languages
German (de)
Hungarian (hu)
Other versions
HUT42174A (en
Inventor
Wolfgang Ahrens
Hans-Heinz Emons
Ruediger Naumann
Thomas Noack
Udo Seltmann
Wolfgang Voigt
Original Assignee
Bauakademie Ddr
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 Bauakademie Ddr filed Critical Bauakademie Ddr
Publication of HUT42174A publication Critical patent/HUT42174A/en
Publication of HU204299B publication Critical patent/HU204299B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/025Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Latentwaermespeicher mit nicht zersetzend schmelzenden Stoffen mit grossen Waermeein- und -ausspeicherleistungen und ohne thermische Spannungen. Diese Speicher stellen wirkungsvolle Systeme zur Entlastung oder Ergaenzung konventioneller Energieerzeugersysteme und zum Ausgleich zeitlicher Schwankungen zwischen Energieanfall und Energiebedarf dar. Sie sind vorzugsweise fuer die Anpassung von Waermeverbrauchssystemen an Waermenutzungsbedingungen vorgesehen. Erfindungsgemaess wird eine aktive Speicherfuellung, bestehend aus 4 Stoffsystemen, vorgeschlagen. Stoffsystem I besteht aus einem oder mehreren Stoffen mit waermespeichernden Eigenschaften, die keine Zersetzungserscheinungen beim Schmelzen aufweisen. Stoffsystem II wird von einem Waermetransportmittel gebildet, das das Stoffsystem I nicht oder nur bedingt zu loesen vermag. Oberflaechenaktive Stoffe beinhaltet das Stoffsystem III, waehrend Stoffsystem IV aus einem oder mehreren Keimbildnern besteht.The invention relates to a latent heat storage with non-corrosive melting substances with large heat input and -ausspeicherleistungen and without thermal stresses. These reservoirs are effective systems for relieving or supplementing conventional power generation systems and for balancing temporal fluctuations between energy consumption and energy demand. They are preferably designed for adapting heat recovery systems to heat utilization conditions. According to the invention, an active storage filling consisting of 4 material systems is proposed. Material system I consists of one or more substances with heat-storing properties, which have no decomposition phenomena during melting. Fabric system II is formed by a heat transfer medium, which is unable or only partially to dissolve the material system I. Surface-active substances include the substance system III, while substance system IV consists of one or more nucleating agents.

Description

A találmány tárgya látens hőtároló, amely tartályban, elrendezett, szétbomlás nélkül olvadó anyagokból álló aktív tárolótöltettel rendelkezik. A látenshőtárolók hatásos berendezések a hagyományos energiatermelő rendszerek tehermentesítéséhez illetve kiegészítéséhez, továbbá az energiatermelés és az energiaigény időbeli ingadozásának kiegyenlítésére. A találmány szerinti látenshőtároló ezért főleg arra alkalmazható, hogy a hőfogyasztó rendszereket illesszük az energiaforrások általmeghatározott hőfogyasztási feltételekhez, azaz a hőtermelés és a hőfogyasztás ezálal kiegyenlíthető legyen, valamint a hő tárolását is elvégezze.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a latent heat accumulator having an active storage charge in a container, consisting of non-decomposable materials. Latent heat storage systems are powerful devices for relieving or supplementing conventional power generation systems and for balancing power generation and energy demand over time. The latent heat storage device according to the invention can therefore be used mainly to adapt the heat consumption systems to the heat consumption conditions defined by the energy sources, i.e. to compensate the heat production and heat consumption and to store the heat.

Ahagyományoshőtárolóktöbhnyire az érzékelhető hő elvén működnek. Mivel az alkahnazott hőtároló anyagok, például víz, olaj, kő, öntöttvas, stb. hőtárolókapacitása viszonylag csekély, az ilyen hőtárolók alkalmazása különösen nagy hőmennyiségek tárolása esetén túl nagy tárolótérfogatot és gazdaságtalan beruházási és üzemeltetési viszonyokat teremt. (Lásd pl. Polinszky: , Műszaki Lexikon” H kötet, Akadémia Kiadó, Budapest, 1972,306. oldal). Gyakorlati szemszöghóltekintveahagyományoshőtárolórendszereka következő hiányosságokkalrendelkeznek:Conventional heat storage units operate on the principle of perceptible heat. Because of the use of heat storage materials such as water, oil, stone, cast iron, etc. heat storage capacity is relatively low, the use of such heat storage facilities, especially when storing large amounts of heat, creates too much storage capacity and uneconomical investment and operating conditions. (See eg Polinszky:, Technical Lexicon, Vol. H, Academy Publisher, Budapest, 1972, 306). From a practical point of view, traditional heat storage systems have the following shortcomings:

- A tároló feltöltése és ürítése a tárolási hőmérséklet emelkedésével, illetve csökkenésével jár, márpedig ez a gyakorlati tapasztalatok szerint hátrányos „csúszása” a tárolásihőmérsékletneka hőtároló feltöltésekor, illetveürítésekor kedvezőtlenül befolyásoljaahőátadási teljesítményt és költséges szabályozást igényel;- Filling and emptying the storage tank will cause the storage temperature to rise or fall, which in practical experience has the disadvantageous "sliding" of the storage temperature when filling or emptying the storage tank, which adversely affects heat transfer performance and costly control;

gok viszonylag alacsony fajlagos hőkapacitással rendelkeznek, így ezek tömeg/teljesítmény viszonya a későbbiekben ismertetésre kerülő látenshőtárolókhoz képest igen kedvezőtlen;They have a relatively low specific heat capacity and thus have a very unfavorable weight / power ratio compared to the latent heat storage devices described below;

- Nagy hőmennyiségek tárolása túl nagy tárolótérfogatokat igénye, ami gyakran nem, vagy csak igen költséges és köriilményesmódon realizálható;- Storage of large quantities of heat requires too much storage volume, which is often not or only very expensive and can be realized at a reasonable cost;

- A tárolótérfogatnak a műszakilag elfogadható nagyságrendűre való csökkentéséhez a feltöltési és az ürítési állapot között nagy hőmérsékletkülönbségeket kell megengedni, amelynek során számolni kell egyrészt azzal, hogy a feltöltési hőmérséklet—nemkívánatos módon —hőfogyasztó rendszer előírt és megengedett hőmérséklete fölé emelkedik, másrészt, hogy a hőforrás energetikai minősége csökken;- In order to reduce the storage volume to a technically acceptable level, large temperature differences between the filling and discharge state should be allowed, taking into account that the filling temperature - undesirably - is higher than the prescribed and permitted temperature of the heat consuming system; its energy quality decreases;

- A leggyakrabban használt tárolóanyag, a víz alkalmazásánál nagy energiamennyiségek tárolása különösen akkor problematikus, ha a szükséges tárolási hőmérséldetavízhelsőhőmérsékleti határértékén van (nyomásmentes rendszemélkb. 90 ’C, vagy például fűtőberendezéseknél ez az érték 90/70 ’C). A tárolóképesség fokozása a vízhómérséklet növelésével nyomás nélkül lehetetlen és elfogadhatatlanulnagy ráfordítást igényelne.- The most commonly used storage material, the storage of large amounts of energy when using water, is particularly problematic when it is within the required storage temperature of the water at the inside temperature limit (90 ° C for unpressurised system or 90/70 ° C for heating systems). Increasing storage capacity by increasing the water temperature without pressure would be impossible and unacceptably high.

A fenti hiányosságok kiküszöbölésére olyan hőtárolók nyújtanának lehetőséget, amelyek nem az érzékelhető hő, hanem a Iátenshő elvén műkődnek. Uyen Iátenshőkénttekinthetőpeldáulazolvadási,párolgási, kondenzációs, reakció, hidratációs, oldási és kristályosodási hő. A fenti típusú hőtárolókat a szakirodalom ,4átenshőtároló”-ként jelöli.These shortcomings would be overcome by heat storage devices that operate on the principle of latent heat rather than sensible heat. Examples of such latent heat include melting, evaporation, condensation, reaction, hydration, dissolution, and crystallization heat. These types of heat storage tanks are referred to in the literature as "4-way heat storage".

A látenshőtárolók a hagyományos hőtárolókkal szemben ^következő előnyökkel rendelkeznek:Latent heat storage tanks have the following advantages over conventional heat storage tanks:

- Feltöltéskor és ürítéskor a tárolási hőmérséklet a hőfelvétel és hőleadás közben egy szűk tartományban lényegében konstans marad;- During loading and unloading, the storage temperature remains substantially constant over a limited range of heat uptake and heat release;

- A hőátadási teljesítmények a műszaki megoldás 10 függvényében ugyancsak állandó értékűek, egy viszonylagszük tartományban;The heat transfer capacities are also constant, depending on the technical solution 10, over a relatively small range;

- A hőfelvételi képességük az alkalmazott tárolóanyag és a hőfelvétel illetve hőleadás hőmréséklettartományától függően 2-40-szer akkora, mint a hagyo15 mányos hőtárolóknál.- Their heat absorption capacity is 2-40 times higher than conventional heat storage tanks, depending on the temperature range of the storage medium used and the heat absorption or heat transfer.

Alátenshőtárolókközül isf őleg azok tűnnek ki kedvező tulajdonságaikkal, amelyek az olvadási és a szilárdulásihőthasznosítják.Among the low-temperature storage units, they are mainly distinguished by their favorable properties for melting and solidification heat.

Egy sor ilyen típusúlátenshőtároló ismert, amelyek 20 lényegében az olvasztható anyagokismerthőfizikaiilletve fizikai-kémiai problémáit kiküszöbölik. Uyen megoldásokatismertetpéldáula2648 678,1928 694,A number of such types of transient heat storage units are known which substantially eliminate the physico-chemical problems of the fusible materials. Examples of such solutions are 2648 678,1928 694,

523 234,2 517 921 sz. NSZK-beli szabadalmi irat, továbbá a 154125és a243 619 sz. NDK-beli szabadal25 mi irat. Ezek továbbfejlesztései lényegében a tárolóanyagok anyagának feltárására, valamint a mélyhűtés, illetve a rétegződés kiküszöbölésére irányultak Az 1 556 565 sz. brit szabadalmi leírásból ismert olyan látenshőtároló, amelynél hőtárolóanyagként Id30 zárólag sóolvadékot, hőátadóközegként pedig folyadékot alkalmaznak. A fázisátalakítási műveletekhez járulékos szivattyúkat és hűtőket használnak, azaz a berendezés nem zárt rendszerű. A turbulens anyagáramlást járulékos keverővei érik el.No. 523,234,2,517,921. U.S. Patent No. 154,125; and U.S. Patent Nos. 2,443,619; GDR Patent 25252995. Improvements in these were mainly aimed at exploring the material of the storage materials and eliminating freezing or layering. A latent heat reservoir is known from British Patent No. 4,400, in which Id30 is used exclusively as a salt melt and a heat transfer medium is a liquid. Auxiliary pumps and coolers are used for phase conversion operations, ie the unit is not closed. The turbulent flow of material is achieved by additional stirrers.

Továbbá, a 4 272 392 és a 4 329 242 sz. USA-beli szabadalmi leírások és a 2 034 347 sz. brit szabadalmi lefrás szerinti látenshőtárolók tárolótöltete kizárólag szilárd/folyadékfázisátalakítássalműkÖdik A fentiekben ismertetett megoldások egyike sem al40 kalmas azonban annak a problémának a megoldására, hogy a különböző, nem szétbomolva olvadó, például kongruens és eutektikus olvadó anyagok dermedésekor a keletkező kristályoknagy térfogatú halmazokká ( nőnek, amipedigmindhőfelvételkor, mindpedighőle45 adáskor erősenredukálthőátadási teljesítményekhez, valamint az olvadék kérgesedéséhez, átláthatatlanná t . válásához, termikus feszültségekhez és túl nagy belső nyomásokhoz vezet.In addition, U.S. Pat. Nos. 4,272,392 and 4,329,242. U.S. Patent Nos. 2,093,347; látenshőtárolók according to British Patent lefrás tárolótöltete exclusively solid / liquid phase transformation work described above, solutions, none al40 immensely however, solve the problems that dermedésekor various non szétbomolva melt such congruent and eutectic melting materials, the resulting crystals of a large volume set into (grow amipedigmindhőfelvételkor, all the while leading to highly reduced heat transfer rates during transmission, as well as melt roughening, opacity, thermal stresses and excessive internal pressures.

Ismert továbbá a gyakorlatból, hogy a fluor tartal50 mú felületaktív anyagok hozzáadásával az inkongruensen olvadó glauhersó (Na2SO4 x 10H2O) dermedésekor keletkező kristályok mérete csökkenthető. Erre vonatkozóan ismereteket közöl például a 4 267 879 számú USA-beli szahadalmilefrás.It is also known in the art that the addition of fluorine-containing surfactants can reduce the size of crystals formed during the setting of the incongruent melting glaucose salt (Na 2 SO 4 x 10H 2 O). For example, U.S. Patent 4,267,879 discloses this.

A nem szétbomolva (például kongruensen) olvadó látenshőtárolókhoz alkalmazható hőtároló anyagok kristályméretének csökkentésére azonban ezidáig semmiféle konkrét javaslat nem született. Sőt, a kongruensen olvadó anyagokra (például Na2S x 5H2O) a fentiekadaptálása ezidáignem vezetett eredményre.However, no specific proposals have been made so far to reduce the crystalline size of heat storage materials that can be used in non-decomposed (e.g., congruent) melting latents. Moreover, for congruent fusible materials (e.g., Na 2 S x 5 H 2 O), this has not resulted in this.

HU 204299 ΒHU 204299 Β

A találmánnyal célunk szétbomlás nélkül olvadó anyagokkal dolgozó olyan látenshőtárolók létrehozása, amelyekkel mindenféle járulékos mechanikus segédeszköz igénybevétele nélkül a nagy térfogatú halmazok kialakulása, a kérgesedés és az átlátszatlanná válás megakadályozható, és egyúttal javított hőfelvételi- és hőleadási teljesítmények érhetők el.It is an object of the present invention to provide latent heat accumulators with non-decomposable melting materials which, without the use of any additional mechanical aids, prevent the formation of large volumes, crusting and opacity, and at the same time improve heat transfer and heat transfer performance.

A kitűzött feladat megoldásához olyan látenshőtárolóból indultunk ki, amelynek tartálya, ebben elrendezett, szétbómlásmentesen olvadó anyagokból összekevert tárolótöltete, valamint a tartályban elrendezett hőhozzávezető és hőelvezető hőátadóegységei vannak. A jelen találmány lényege, hogy a zárt tartályban elrendezett aktív tárolótöltet a fázisváltásoknál egymással fázisegyensőly-beállításra törekvő kölcsönha>' tásban lévő I, Π. és ΙΠ. összetevőket, és adott esetbenIn order to accomplish this object, we have started from a latent heat storage tank having a container, a storage charge thereof mixed with non-decomposable materials, and heat transfer and heat transfer units arranged in the container. The essence of the present invention is that the active storage charge arranged in the closed container is in the interaction I, Π, which seeks to balance each other during phase changes. and ΙΠ. ingredients, and where appropriate

IV. összetevőt tartalmaz, amelynélARC. contains a component for which

- a I. összetevő legalább egy, eutektikus, illetve J kongruens olvadékot képező hőtárolóanyagból áll, ennek részaránya a tárolótöltet össztérfogatában 50-90 térfogati;- component I consists of at least one eutectic and J congruent melt storage medium, the proportion of which is 50-90 vol.

- a Π. összetevő azl. összetevőben oldhatatlan hútovábbítóközeg, amelynek részaránya a tárolótöltet (2) össztérfogatában 3-50 térfogat%, valamint az elpárolgása és a kondenzálódása közötti fázisváltásnál az alábbi feltételeket teljesíti:- a Π. ingredient azl. component insoluble refrigerant medium, the proportion of which, in the total volume of the storage charge (2), is between 3 and 50% by volume and the phase change between evaporation and condensation is as follows:

PjjPj—olvadékfázisban—ésPjjPj-melt and

Pn<Pn —ahol „p” az I. és Π. összetevő sűrűségét, „p” pedig ezek nyomását jelöli—továbbáPn <Pn — where "p" is for I. and Π. the density of the component and the "p" to denote their pressure - further

- a Hl. összetevő legalább egy felületaktív anyagot tartalmaz, amely 0,01-5 térfogat% részarányú a tárolótöltet (2) össztérfogatában, továbbá- component Hl contains at least one surfactant in a proportion of 0.01 to 5% by volume of the total volume of the container fill (2), and

- a IV. összetevő legalább egy kristálymagképző komponenst tartalmaz, ennek részaránya 0-20 térfogat% a tárolótöltet (2) össztérfogatában, amelynek értéke 0, ha az I. összetevő nincs lehűtve.- IV. The component contains at least one crystal nucleation component in a proportion of 0 to 20% by volume of the total volume of the storage charge (2), which is 0 if component I is not cooled.

A találmány további jellemzője szerint célszerű az olyan kivitel, amelynél a látenshőtároló tárolótöltete nyomásálló és hőszigetelt zárt tartályban úgy helyezkedik el, hogy az a hőhozzávezető hőátadóegységet teljesen körülveszi, fölötte viszont a tartályban olyan gőztér van hagyva, amelyben lévő gáznemű hőszállítóközeg veszi körül a hőelvezető hőátadóegységet.According to a further feature of the present invention, it is expedient to have an embodiment wherein the latent heat storage container is located in a pressure-tight and insulated sealed container so as to completely surround the heat transfer unit while leaving a vapor space in the tank containing the gaseous heat transfer fluid.

Amint a fentiekből kitűnik, a találmány szerint a f IV. összetevő adott esetben el is hagyható, ha a I. öszszetevőt nem, vagy csupán csekély mértékben hűtjük.As will be seen from the foregoing, in accordance with the present invention, f. Component I may be omitted if component I is not or only slightly cooled.

A találmány szerinti I-IV. összetevőkből álló tárolótöltet sajátos tulajdonságokkal rendelkezik, és a IIV. összetevők egymással olyan értelmű kölcsönhatásban vannak, hogy a fázisváltásoknál automatikus fázisegyensúly áll be.I to IV according to the invention. The container charge of the components has specific properties, and IIV. The components interact with each other in such a sense that automatic phase equilibrium is established during phase changes.

Az I. összetevő maga a hőtárolóanyag, amely olvadás, illetve megszilárdulás során látenshőt vesz fel, illetve ad le. Feltételezzük, hogy a I. összetevő olvadáskor nem bomlik szét, ennélfogva lényegében konstans a sűrűsége és Összetétele. Ez a tulajdonság azonban magában foglalja a hajlamot nagytérfogatú agglomerátumok képződésére, elhomályosodásra és kérgesedésre. Ezzel a nemkívánatos mellékhatással szemben hat a találmány értelmében a ΙΠ. összetevő.Component I itself is a heat storage material that absorbs or releases latent heat during melting or solidification. It is assumed that component I does not decompose upon melting, and therefore has a substantially constant density and composition. However, this property includes the tendency to form large volumes of agglomerates, clouding and peeling. This undesirable side effect, according to the invention, is counteracted by a. component.

AH. összetevő maga a hőszállítóközeg, amelyben aAH. component is the heat transfer medium itself, in which:

I. összetevő nem, vagy csak elenyésző mértékben oldódik. A Π. összetevő elpárologtatósa és kondenzálása olyan hőbevezetésnél történik, amelynek során a hőmérsékletek a I. összetevő olvadási hőmérséklete fölötti értékűek, illetve olyan hőelvonásoknál, amikoris a hőmérsékletek a I. összetevő szilárdulási hőmérséklete alatt vannak.Component I is not or only slightly soluble. The Π. The component is evaporated and condensed at a heat input in which the temperatures are above the melting point of component I or in heat extractions when the temperatures are below the solidification temperature of component I.

A fenti hőmérsékletekhez tartozó nyomásértékek a zárt tartálynak köszönhetően a hőközlésnél, illetve hőelvonásnál automatikusan beállnak. Ennél lényeges szempont, hogy az összetevőket úgy kell megválasztani, hogy a I. összetevő nyomása lényegesen kisebb legyen, mint a Π, összetevő nyomása.Due to the closed tank, the pressure values for the above temperatures are set automatically during heat transfer and heat extraction. More importantly, the components must be selected so that the pressure of component I is substantially lower than that of component Π.

Afenti összefüggés szerint tehát a hőközlés és a hőelvonás lényegében a Π. össszetevő gáznyomásának függvénye. Ezzel a feltétellel egyúttal meghatároztuk az I. összetevő (szxlárd/folyadék) és a Π. összetevő (folyadék/gáz) állapotformáit is.Thus, according to the above relation, heat transfer and heat dissipation are essentially Π. as a function of the gas pressure of the component. Under this condition, we also determined the content of component I (solid / liquid) and Π. component (liquid / gas) state.

Másrészt a találmány lényegéhez tartozik, hogy a sűrűségek viszonyát úgy kell megválasztani, hogy a I. összetevő sűrűsége (olvadékfázisban) kisebb legyen, mint a Π. összetevő sűrűsége. Ezzel elérjük, hogy a Π. összetevő elpárolgása és kondenzálódása a tartály meghatározott részeiben történjék, amivel viszonylag nagy hőátadási teljesítményt érünk el.On the other hand, it is an essence of the invention that the density ratio should be chosen such that the density of the component I (in the melt phase) is less than that of Π. component density. This way we get to Π. evaporation and condensation of the component in specific portions of the vessel, thereby achieving relatively high heat transfer performance.

A találmány szerinti Hl. összetevő felületaktív anyag, amelynek feladata, hogy a határfelületi feszültségeket csökkentse az olvadék (I. összetevő) és a kondenzátum (Π. összetevő) között. AΙΠ. összetevő hozzáadásával a kondenzátumcseppek bemeriilési mélysége nő, vagyis az elpárologtatás a kristályréteg alatt és annak közbenső tereiben történik. Következésképpen a keletkező kristályokat erősebb mozgatásnak tesszük ki. Ezzel biztonságosan megakadályozható a kristályok „összenövése”.The component H1 according to the invention is a surfactant intended to reduce the interfacial tensions between the melt (component I) and the condensate (component Π). AΙΠ. The addition of a component increases the immersion depth of the condensate droplets, i.e. evaporation occurs under the crystalline layer and in its intermediate spaces. Consequently, the resulting crystals are subjected to stronger motion. This can safely prevent the crystals from "sticking together".

AIV. összetevő a találmány szerint nem kötelezően alkalmazandó, kristálymagképző adalék Ennek az a feladata, hogy a túlhűtéseket megakadályozza. Ehhez szükséges, hogy a kristálymagképző adalékot finoman eloszlassuk az olvadékban, amit buborékképződések közbeni elpárologtatóssal érünk el, és a kristályolvadék ezzel összefüggő állandó keverésével. Ez a IV. adalék el is hagyható, ha a I. összetevő nincs lehűtve.AIV. Component of the Invention Optionally Used in the Invention Crystal Core Additive The purpose of this is to prevent overcooling. For this, it is necessary to finely distribute the crystal nucleating additive in the melt, which is achieved by evaporation during bubble formation, and by continuous mixing of the crystal melt. This is the IV. additive may be omitted if component I is not cooled.

A találmány szerinti látenshőtároló előnyös hatásai főképp a tárolótöltet I-DL összetevőinek sajátos kölcsönhatásának köszönhetőkThe advantageous effects of the latent heat storage device according to the invention are mainly due to the specific interaction of the I-DL components of the storage charge.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz és példák kapcsán ismertetjük Az 1. ábrán a találmány szerinti látenshőtároló elvi elrendezési vázlatát tüntettük fel metszetben, amely példakénti kiviteli alaknak tekinthető.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to the accompanying drawings and examples, Figure 1 is a schematic sectional view of a latent heat storage device according to the invention, which is to be considered as an exemplary embodiment.

Amint az 1. ábrán látható, a találmány szerinti látenshőtárolónak zárt 1 tartálya van, amely a jelen esetben nyomásállóan merevfalú tartály, amely hőszigeteléssel van ellátva. Az 1 tartályban a találmány szerinti 2 tárolótöltet helyezkedik el, amely szétbomlásmentesen olvadó anyagokból, azaz összetevőkből vanAs shown in Figure 1, the latent heat accumulator of the present invention has a sealed container 1, which in this case is a pressure-rigid container which is thermally insulated. The container 1 is provided with a container filling 2 according to the invention, which consists of non-degradable materials, i.e. components

Hü 204299 Β összekeverve, ennek részletesebb ismertetésére azonban majd a példák kapcsán térűnkki.Hü 204299 Β mixed up, but for more details, we will go over the examples.

Az ábrán jóllátható, hogya zárt 1 tartálybelsó' terét az aktív2 tárolótöítetnem teljesen töltiki, viszont az 1 tartály alsó részében elrendezett hőhozzávezető 3 hó'- 5 átadóegységet a 2 tárolótöltet körülveszi. A 2 tárolótöltet fölött van elrendezve az 1 tartálybelsó' terében a hó'elvezetésre szolgáló 4 hőátadóegység, amelyet körülvevő tértehát5gőztérkéntvan kialakítva. Az5gó'ztérben a hóelvezető 4 hóatadó egység kizárólag a gáz- 10 nemnhőszállítóközeggelvanhó'átadó kapcsolatban.In the figure, it is clear that the enclosed interior space 1 of the container is not completely filled by the active storage container 2, but the heat transfer unit 3 in the lower part of the container 1 is surrounded by the storage container 2. Above the reservoir filling 2 is located a heat transfer unit 4 in the interior space of the tank 1 for the removal of snow, which is formed as a surrounding vapor space. In the space 5, the snow deflector unit 4 is exclusively connected to the gas non-heat transfer medium 10.

A 3 és 4 hó'átadóegységek a jelen esetben önmagában ismert csőkígyóként vannakldalakítva, amelyekben hőátadó (felvevő, illetve leadó) közegeket áramoltatunk önmagában ismert módon. 15The snow transfer units 3 and 4 in this case are shaped as a tube snake known in itself, in which heat transfer (receiving or transfer) media are flowed in a manner known per se. 15

A találmány szerinti aktív 2 tárolótöltet példakénti összetételére az alábbiakban adunknéhánypéldát:Some examples of the composition of the active container 2 according to the invention are given below:

1. példaExample 1

-L öszetevő: 70 térfogat%Ingredient-L: 70% by volume

Mg(NO3)2x6H2O ésMgCl2x6H2O eutéktikus elegyeEuthetic mixture of Mg (NO 3 ) 2 x 6 H 2 O and MgCl 2 x 6 H 2 O

-Π. összetevő: 28 térfogat%ldórbrómmetán -HL összetevő: 1 térfogat% „Cordesin W”-Π. Component: 28% v / v Ld-bromomethane -HL Component: 1% v / v "Cordesin W"

-IV. összetevő: 1 térfogati aktívszén.-ARC. Ingredient: 1 vol.

Azl-I7. összetevőket összekeverés után töltjük he az 1 tartályba,majdazthermetikusan lezárjuk.AZL-I7. After mixing, the ingredients are filled into the container 1 and sealed thereafter.

A találmány szerinti 2 tárolótöltet példakénti öszszetételére táblázatos formában adjuk az alábbi 2-14. példákatThe exemplary composition of the container fill 2 according to the invention is given in tabular form in the following Figures 2-14. examples

Keverési arány (térfogat%) Mixing ratio (% by volume) a) the) b) b) c) . változat c) . version d) d) e) e) A) tárolótöltet (2) I. összetevő: A) Storage charge (2) Component I: Mg(NO3)2x x6H20ésMgC32x x 6H2O eutektikus elegye Π. összetevő: (CH2ClBrMg (NO 3) 2 x 2 x6H 0ésMgC3 xx 2 6H 2 O eutectic mixture of Π. Component: (CH 2 ClBr 95 95 50 50 50 50 50 50 70 70 (klórbrómmetén) (Klórbrómmetén) 3 3 49 49 25 25 49,9 49.9 28 28 HL összetevő: „CORDESIN-W” HL Component: "CORDESIN-W" 1 1 0,1 0.1 5 5 0,05 0.05 1 1 17. összetevő: aktívszén Component 17: Activated carbon I I 0,9 0.9 20 20 0,05 0.05 1 1 B) tárolótöltet (2) L összetevő: CH3CONH3 B) Storage charge (2) Component L: CH 3 CONH 3 95 95 50 50 95 95 50 50 Π. összetevő: CCI4 Π. component: CCI4 4,99 4.99 45 45 3 3 49,99 49.99 HL összetevő: „COPJDESIN-W” 17. összetevő:- HL Component: "COPJDESIN-W" Component 17: - 0,01 0.01 5 5 2 2 0,01 0.01 C) tárolótöltet (2) L összetevő: Mg(NO3)2x6K2OC) Storage charge (2) Component L: Mg (NO 3 ) 2 x 6K 2 O 95 95 50 50 75 75 50 50 Π. összetevő: CH2Br2 HL összetevő: „FT248Π. Component: CH 2 Br 2 HL Component: “FT248 4 4 49,99 49.99 24 24 45 45 (fluortenzid) 17. összetevő:— (Fluortenzid) Component 17: - 1 1 0,01 0.01 1 1 5 5

Atalálmány szerintilátenshőtároló működésmódja a következő:According to the invention, the mode of operation of a latent heat accumulator is as follows:

A hőközlés, illetve hőbevitel a 2 tárolótöltet által által körülvett 3 hőátadóegységen keresztül történik. Ahőelvezetés afentiekben.már részletezett módon az 5 gőztérben elrendezett 4 hőátadóegységen keresztül valósítható meg. A hőbevezetés és a hőelvezetés háromszori fázisváltás mellett történik az alábbiak szerint:The heat transfer or heat transfer takes place via the heat transfer unit 3 surrounded by the storage charge 2. The heat dissipation above can be accomplished in detail through the heat transfer unit 4 arranged in the steam space 5. The heat input and the heat dissipation are done with three phase changes as follows:

Hőbevezetéskor, ha a 3 hóatadóegységhőmérséklete magasabb, mint a 2 tárolótöltet L összetevőjének olvadási hőmérséklete, a IL összetevő elpárolog, azaz gőzzé válik. Ez a képződő gőz találkozik a 2 tárolótöltet L összetevőjének a még meg nem olvadt részeivel, ezek a gőzöket kondenzálják, miközbenmagukmegolvadnak. AIL összetevő leadott kondenzációs hője tehát azL összetevő olvadásihőjeként hasznosul.When the heat is introduced, if the temperature of the snow transmitter unit 3 is higher than the melting temperature of the component L of the storage charge 2, the component IL evaporates, i.e. becomes steam. This vapor formed meets the unmelted portions of component L of the storage charge 2, which condenses the vapors while melting themselves. Thus, the condensing heat released by the AIL component is utilized as the melting heat of the L component.

Hőelvonáskor, ha olvadáspont alatti hőmérsékletek uralkodnak a berendezésben, a IL összetevő anyaga ugyancsak elpárolog, azaz gőzzé válik, de ebben az esetben kisebb nyomáson, mint hó'bevezeíéskor. Az ehhez szükséges párolgási hőt a tárolóanyagtői (L összetevőtől) vonja eh amely eközben az olvadékból szilárd fázisba megy át. AH. összetevő gőze az 5 gőztérbe jut, ahol a viszonylag hidegebb 4 hőátadóegységenkondenzálódik, és azígyfelszabadulő kondenzációs hőt a 4 hó'átadóegység veszi feL amelyet aztán elve50 zetve ismert módon hasznosítunk.During heat extraction, when temperatures below the melting point prevail in the apparatus, the material of the IL component also evaporates, i.e. vaporizes, but in this case at a lower pressure than when applied to snow. The evaporation heat required for this is removed from the storage material (component L), which in the meantime passes from the melt to a solid phase. AH. The vapor of the component enters the vapor space 5, where the relatively cooler heat transfer unit 4 condenses and the released condensing heat is absorbed by the heat transfer unit 4, which is in principle utilized in a known manner.

A hőátadás a fent részletezett mindkét esetben intenzív buborékképződéssel és a 2 tárolótöltetben egyenletes hőfelvételt, illetve hőleadást érünk el.In both cases, as described above, heat transfer is achieved by intense bubble formation and uniform heat absorption and heat dissipation in the storage charge 2.

Megjegyezzük, hogy a fenti folyamat a találmány 55 szerinti IH. összetevő hiányában óhatatlanul nagytérfogató agglomerátumok képződésével, kérgesedéssd és elhomályosodással járna, amit a találmány szerint éppen ennek hozzáadásával küszöböltünk ki. A buborékképződés intenzitásától és a HL összetevő mennyi60 ségétől függően kizárólag kistérfogató kristályok kép4It should be noted that the above process is IH according to the invention. in the absence of an ingredient, it would inevitably result in the formation, flaking and clouding of bulky agglomerates, which according to the invention was eliminated by the addition thereof. Depending on the intensity of bubble formation and the amount of HL component, only small-volume crystals are formed4

HU 204299 Β ződhetnek, amelyek viszont a 2 tárolótöltetben laza és átlátszó halmazt képeznek.EN 204299, which, in turn, form a loose and transparent set in the storage charge 2.

A1V. összetevő alkalmazása azért előnyös, mert nagyobb hőelvonásnál ezáltal kiváltható a kristályképződés és a túlzott lehűlés megakadályozható.A1V. The use of this component is advantageous because at higher heat dissipation it can induce crystal formation and prevent excessive cooling.

Végül megemlítjük, hogy a találmány szerinti 2 tárolótöltet I. összetevőjeként — amely egyúttal a legfontosabb alkotórészét képezi — példaként szóba jöhetnek még az alábbiak is:Finally, as an ingredient I of the container 2 according to the invention, which is at the same time its most important component, the following can be mentioned as an example:

-Na2S2O3x5H2O;-Na 2 S 2 O 3 x 5 H 2 O;

- CH3COONa x 3H2O.- CH 3 COONa x 3H 2 O.

ΑΙΠ. összetevőként, példaként alkalmazott „CORDESIN W” termékről (gyártó: VEB Berlin-Chemie, Berlin) elmondható, hogy a fehérje-szulfonsav komplex vegyülete, a főbb jellemzői pedig a következők:ΑΙΠ. "CORDESIN W" (manufactured by VEB Berlin-Chemie, Berlin) as an ingredient, is a complex compound of protein sulphonic acid and has the following main characteristics:

- sárgásbarna, átlátszó, enyhén viszkózus folyadék;yellowish-brown, clear, slightly viscous liquid;

- pH értéke 6,5-7,5,10 t%-os oldat esetén;pH of 6.5-7.5.10% solution;

-vízben gyengén oldható;poorly soluble in water;

-lúg-és saválló;- alkali and acid resistant;

- biokémiai úton könnyen lebontható;- readily biodegradable;

- jól hálósodó, diszpergálódó és emulgeálódó tulajdonságú.- has good crosslinking, dispersing and emulsifying properties.

Az I. és Π. összetevők találmány szerinti sűrűségi és nyomásviszonyai eleve megszabják az anyagmegválasztást, hisaa a sűrűség és gőznyomás anyagtól függő, speciális fizikai paraméterekI and Π. the density and pressure conditions of the components according to the invention determine the material selection from the beginning, since the specific physical parameters depending on the density and vapor pressure depend on the material

Claims (2)

SZABADALMIIGÉNYPONTOK 1. Látenshőtároló, amelynek tartálya, ebben elrendezett, szétbomlásmentesen olvadó anyagokból összekevert tárolótöltete, valamint hőhozzávezető és hőelvezető hőátadóegységei vannak, azzal jellemezve, hogy a zárt tartályban (1) elrendezett aktív tárolótöltet (2) a fázisváltásoknál egymással fázisegyensúlyt beállító kölcsönhatásban lévő I„ Π. és IH. összetevőket, és adott esetben IV. összetevőt tartalmaz, amelynélCLAIMS 1. A latent heat reservoir having a receptacle arranged therein, mixed with a decomposition of non-decomposing materials and heat transfer and heat transfer units, characterized in that the active reservoir (2) arranged in the sealed container (1) interacts with one another during phase changes. and IH. and, where appropriate, IV. contains a component for which - az lösszetevő legalább egy, eutektíkus, illetve kongruens olvadékot képező hőtárolóanyagból áll, ennek részaránya a tárolótöltet (2) össztérfogatában 5090térfogat%;- the component consists of at least one eutectic or congruent melt storage medium, the proportion of which is 5090% by volume of the total storage charge (2); - a H. összetevő az I. összetevőben oldhatatlan hőtovábbítóközeg, amelynek részaránya a tárolótöltet (2) össztérfogatában 3-50 térfogat%, valamint az elpárolgása és a kondenzálódása közötti fázisváltásnál az alábbifeltételeket teljesíti:- component H is a heat transfer medium insoluble in component I, the proportion of which in the total volume of the storage charge (2) is between 3% and 50% by volume and the phase change between evaporation and condensation: PjjPj—olvadékfázisban—ésPjjPj-melt and Pn<Pn —ahol „p” az I. és Π. összetevő sűrűségét, „p” pedig ezek nyomását jelöli—továbbáPn <Pn — where "p" is for I. and Π. the density of the component and the "p" to denote their pressure - further - a Dl. összetevő legalább egy felületaktív anyagot tartalmaz, amely 0,01-5 térfogat% részarányú a tárolótöltet (2) össztérfogatában, továbbá- Dl. the ingredient comprising at least one surfactant in an amount of 0.01 to 5% by volume in the total volume of the container fill (2), and - a IV. összetevő legalább egy kristálymagképző komponenst tartalmaz, ennek részaránya 0-20 térfogatai a tárolótöltet (2) össztérfogatában, amelynek értéke 0, ha az I. összetevő nincs lehűtve.- IV. The component contains at least one crystal nucleation component in a proportion of 0 to 20 volumes in the total volume of the storage charge (2), which is 0 if component I is not cooled. 2. Az 1. igénypont szerinti látenshőtároló, azzaljellemezve, hogy a tárolótöltet (2) a nyomásálló és hőszigetelt tartályban (1) úgy helyezkedik el, hogy az a hőhozzávezető hőátadóegységet (3) körülveszi, fölötte viszont a tartályba (1) olyan gőztér (5) van hagyva, amelyben a gáznemű hőszálíítóközeggel hőátadó kapcsolatban helyezkedik el a hőelvezető hó'átadóegységLatent heat accumulator according to claim 1, characterized in that the storage charge (2) is located in the pressure-resistant and insulated container (1) so that it surrounds the heat-transferring unit (3), above which a vapor space (5) is provided. ), in which the heat dissipating snow transfer unit is located in a heat transfer relationship with the gaseous heat transfer medium
HU852990A 1984-08-09 1985-08-06 Latent heat receiver HU204299B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD84266128A DD236862A3 (en) 1984-08-09 1984-08-09 LATE SWAN MEMORY WITH NON-CRUSHING FABRICS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT42174A HUT42174A (en) 1987-06-29
HU204299B true HU204299B (en) 1991-12-30

Family

ID=5559521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU852990A HU204299B (en) 1984-08-09 1985-08-06 Latent heat receiver

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS6152588A (en)
AT (1) AT391555B (en)
BG (1) BG48415A1 (en)
CH (1) CH669206A5 (en)
CS (1) CS497385A1 (en)
DD (1) DD236862A3 (en)
DE (1) DE3521548A1 (en)
HU (1) HU204299B (en)
SE (1) SE463623B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4042268A1 (en) * 1990-12-31 1992-07-02 Gerd Hoermansdoerfer STORAGE SALT MIXTURES
JP2943609B2 (en) * 1994-06-21 1999-08-30 トヨタ自動車株式会社 Heat storage device
AU7510600A (en) 1999-08-28 2001-03-26 Schumann Sasol Gmbh Latent heat accumulator material
WO2001038453A1 (en) 1999-11-23 2001-05-31 SCHÜMANN SASOL GmbH Dynamic latent heat accumulator
DE102008029972A1 (en) 2008-06-26 2009-12-31 Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. Method for intermixing partially fluid latent heat storage materials in a storage container, comprises introducing gas or gas mixture, which is oxygen free, into the partially fluid latent heat storage materials
DE102010028676A1 (en) 2010-05-06 2011-11-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heat receiving, delivering and storing method for latent heat storage, involves transferring energy on fluid to be heated, and conveying solid heat storage medium into solid memory for closing circuit of latent heat storage

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2917192A1 (en) * 1979-04-26 1980-11-06 Kay Laboratories Inc Heat-releasing supercooled melt compsns. - contg. crystallisable material and exsolving liq. additive
US4272392A (en) * 1979-11-02 1981-06-09 The Dow Chemical Company Hydrated Mg(NO3)2 /MgCl2 reversible phase change compositions
CA1160443A (en) * 1980-12-22 1984-01-17 George A. Lane Hydrated mgc1.sub.2 reversible phase change compositions hydrated mg(no.sub.3).sub.2 reversible phase change compositions
JPS58195786A (en) * 1982-05-08 1983-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat accumulating apparatus of latent heat type
JPS58219395A (en) * 1982-06-15 1983-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat accumulating apparatus of latent heat type
DD225857A3 (en) * 1982-09-30 1985-08-07 Bauakademie D Ddr Inst Fuer He HOCHLEISTUNGSWAERMESPEICHER

Also Published As

Publication number Publication date
CH669206A5 (en) 1989-02-28
JPS6152588A (en) 1986-03-15
DD236862A3 (en) 1986-06-25
SE8503748D0 (en) 1985-08-08
HUT42174A (en) 1987-06-29
SE8503748L (en) 1986-02-10
JPH0438998B2 (en) 1992-06-26
CS497385A1 (en) 1987-09-17
DE3521548A1 (en) 1986-02-20
BG48415A1 (en) 1991-02-15
AT391555B (en) 1990-10-25
SE463623B (en) 1990-12-17
ATA180885A (en) 1990-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4696338A (en) Latent heat storage and transfer system and method
Lorsch et al. Thermal energy storage for solar heating and off-peak air conditioning
US6022487A (en) Heat-transfer concentrate, method of manufacturing it and its use as well as a latent-heat accumulator making use of the concentrate
US4237964A (en) Heat exchange process with heat accumulation
EP0034164B1 (en) A method and apparatus for storing heat
US4561493A (en) Heat-storing apparatus
CZ145094A3 (en) Salt mixture, process of its preparation and use
HU204299B (en) Latent heat receiver
WO1991017392A1 (en) Methods and apparatuses for providing cool thermal storage and/or water purification
US5448892A (en) Methods and apparatuses for providing cool thermal storage and/or water purification
US4406806A (en) Thermal energy storage
US4280553A (en) System and process for storing energy
EP0146304B1 (en) Heat storage material
US4372866A (en) Heat storage medium of NaOH-H2 O-TeO2
HU188494B (en) High-capacity heat accumulator
US4338208A (en) Hydrated MgCl2 reversible phase change compositions
JP2000111282A (en) Heat storage device and heat control in heat storage device
JP3136330B2 (en) Heating / cooling method
JPS5849894A (en) Heat accumulating device utilizing latent heat
JPS59134497A (en) Heat accumulator
JPS63137982A (en) Heat storage material composition
JPS5845499A (en) Heat accumulating material
JPS6346392A (en) Method and device for performing natural circulation type rapid storing heat and coolness
JPH05264074A (en) Air-conditioning system using ice-based heat storage
JPS6146755B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee