KR20230042496A - 액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치 - Google Patents

액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치 Download PDF

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알렉산더 쉐흐너
게르하르트 이레
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엔볼라 게엠베하
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Abstract

본 발명은 액체 저장소(FR)에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치(VO)는 물 열교환기(WW), 및 물 열교환기(WW) 상부에 배열된 공기 열교환기(LW)를 포함하고, 상기 물 열교환기(WW)는 상기 액체 저장소(FR)에 배열되고, 상기 장치(VO)는 외기 흐름이 상기 공기 열교환기(LW)를 통하여 공기 출구(LA)로 유도될 수 있는 외기 입구(LE)를 포함하며, 상기 액체 저장소(FR)를 통해 상기 열교환기(WU)의 주변 영역(RB)으로 에너지를 전달하기 위해 배기 입구(AU)에서 유입되는 배기를 유도하도록 설계되는 열 교환기(WU)로서, 상기 열교환기로부터 배기가, 추출 공기 흐름으로서, 외기 유동과 추출 공기 흐름이 혼합되는 공기 열교환기(LW)로 공급될 수 있는, 열 교환기(WU)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치
본 발명은 액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 환절기에는 실내 공간의 온도를 사용자에게 쾌적한 온도 범위로 유지하기 위해 적절한 예방 조치를 취하는 것이 공지되어 있다. 온도를 높이기 위해 다양한 유형의 난방 시스템이 사용되는 반면, 공조 장치는 냉각된 외기(outdoor air)를 냉각 압축기를 통해 실내로 유입하여 온도를 낮추는 데 자주 사용된다.
실내 온도 조절을 위한 화석 연료의 사용은 점점 더 비경제적일 뿐만 아니라 기후에 대한 관련 부정적인 영향으로 인해 점점 더 의문이 제기되고 있다. 에너지 저장을 위한 효율적인 시스템은 건물 냉난방시 에너지 소비를 줄여준다.
에너지 저장 시스템은 방사형 팬에 의해 열교환기를 통해 외기를 공급 공기로 건물 내부로 공급할 수 있는 소위 환기 및 공조 시스템에 사용된다. 배기는 종종 증발 냉각기를 통해 열교환기로 공급되며, 다른 방사형 팬에 의해 흡입된 공기는 외기와 혼합되는 추출 공기로 건물을 떠난다. 공기 정화를 위한 각종 필터 외에, 보조히터를 사용하여 실내환기가 가능하도록 하였다.
또한, 건물의 모든 실내공간을 배기 덕트로 연결하고 상기 배기 덕트를 통해 배기가 열 펌프로 공급됨으로써 배기에 포함된 에너지가 건물을 떠나기 전에 열 펌프를 통해, 예를 들어 고온 탱크로 배기로서 공급되는 것이 공지되어 있다. 이러한 배기 열 펌프는 건물의 에너지 효율에 기여한다.
DE 29 26 610 A1호에는 열 펌프 시스템을 위한 낮은 온도 수준에서 입력 열 에너지를 제공하기 위한 저장 탱크가 공지되어 있으며, 이 저장 탱크는 이 에너지를 흡수하고 더 높은 온도 수준에서 다시 방출한다. 이 경우, 수조(water basin)는 수조의 손상 없이 수분 함량이 동결될 수 있도록 설계되었으며, 수조 바닥에 위치하거나 수조 바닥에 내장된 열 교환 시스템을 통해 이 수조의 냉각 및 동결 열이 열 펌프의 냉각 측에 공급되는 것을 허용한다.
인공 수조를 사용하는 것 외에도, 자연 수역을 저장 매체로 사용하는 것으로도 공지되어 있다.
이와 같이, DE 10 2015 104 909 A1호는 바람직하게는 제 1 공급 라인을 통해 물로 채워질 수 있는 호수 형태의 하부 유역(basin)에 떠 있는 열교환기를 갖는 에너지 저장 시스템을 개시하고 있으며, 이에 의해 하부 유역의 물은 제 2 공급 라인을 통해 별도의 회로에서 열 펌프에 공급되고 열교환기를 통해 흐르는 냉각수는 제 3 공급 라인을 통해 별도의 회로에서 열 펌프에 공급될 수 있으므로, 에너지는 하부 유역의 물 결빙을 통해 또는 하부 유역의 물에서 현열의 형태로 열교환기를 통해 추출될 수 있으며 열 소실 및/또는 냉간 소산을 위해 소비자에게 전달될 수 있다.
또한, 수역에 열 에너지를 도입하고 수역으로부터 열 에너지를 추출하기 위한 부유 장치가 DE 10 2015 121 177 A1호에 공지되어 있는데, 상기 부유 장치는 물 열교환기를 가지며, 이는 상기 부유 장치가 수역 상에 배치된 후, 물에 잠기고 열 에너지를 수역으로 방출하거나 수역으로부터 열 에너지를 추출할 수 있는 열전달 유체용 입구 및 출구를 갖는다. 상기 장치는 주변 공기에 의해 침투될 수 있는 공기 열교환기를 더 포함하고, 수역으로부터의 물이 공기 열교환기를 통해 흐를 수 있도록 대응하는 출구를 갖는 수역으로부터 유래하는 물을 위한 입구를 더 포함하고, 이로써 열 에너지는 공기 열교환기를 통해 흐르는 주변 공기와 공기 열교환기를 통해 흐르는 물 사이에서 전달 가능한다.
그러나 에너지를 전달하고 유체 저장소에 에너지를 저장하는 장치는 자연수 없이도 가능한다.
이러한 종래 기술에 기초하여, 과제는 성능과 관련하여 액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치를 개선하는 것이다.
청구항 1에 따른 해결책은 장치의 성능을 개선하기 위해 예를 들어 건물로부터 배기를 사용한다.
액체 저장소에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치는 물 열교환기 및 물 열교환기 위에 배치된 공기 열교환기를 포함하고, 물 열교환기는 액체 저장소에 배치된다. 이 장치는 공기 열교환기를 통해 유도된 외기 흐름을 공기 출구로 허용하는 외기 입구를 포함한다. 열교환기는 액체 저장소를 통해 열교환기의 주변 영역으로 에너지 전달을 위해 배기 입구에서 유입되는 배기를 유도하도록 설계되었으며, 여기서 배기는 추출 공기 흐름으로서 공기 열교환기로 향할 수 있으며, 여기서 주변 공기 흐름과 추출 공기 흐름이 혼합된다.
본 발명의 추가 유리한 실시형태들은 각각 종속항에 기재되어 있다. 이들은 기술적으로 유용한 방식으로 서로 조합될 수 있다. 특히 도면과 관련된 설명은 본 발명을 추가로 특징짓고 명시한다.
배기는 외기와 접촉한 후 배기라고 하는 건물에서 나오는 공기이다. 따라서 이 지정은 열교환기에서 공기 열교환기로 흐르는 공기에 대해 선택되며 그 안으로 외기도 유입된다. 외기는 주변 공기라고도 할 수 있다.
따뜻한 배기는 공기 흐름 디플렉터 역할도 하는 열교환기에 의해 안내되어 먼저 액체 저장소의 액체 표면 위로 흐르므로 배기가 추출 공기 흐름으로서의 공기 열교환기로 공급되기 전에 물 열교환기가 사용할 수 있는 에너지를 방출한다. 결과적으로, 주변 공기(공조 기술에서 외기라고도 함)와 이미 장치의 입구 측에 있는 배기가 혼합되지 않으므로, 입구 측에서 온도가 균등화되지 않아서, 따뜻한 배기를 훨씬 더 나쁘게 사용한다. 이 효과를 달성하기 위해, 배기 입구는 외기 입구와 액체 저장소 위에 이격되어 있다.
물 열교환기는 유리하게는 바닥에 배치된다. 액체 저장소는 지면으로부터 내피(shell)를 덮는 외피로부터 장치의 범위를 정하는 내피에 의해 둘러싸일 수 있으며, 외피는 적어도 부분적으로 지면에 매립된다. 일 실시형태에서, 장치는 공기 흐름이 공기 열교환기를 통해 공기 입구로부터 공기 출구로 유도될 수 있도록 덮개에 의해 상부에서 폐쇄된다. 공기 출구는 덮개의 중앙에 위치할 수 있으며 바람직하게는 팬이 공기 출구의 덮개 아래에 위치한다.
따라서 이 장치는 세 개의 섹션으로 나눌 수 있으며, 그 중 물 열교환기는 액체 저장소의 바닥에 배열된다. 상부 섹션에는, 주변 공기가 흐를 수 있는 공기 열교환기가 있다. 이 공기 열교환기 위에 덮개가 배열되며, 이는 본 발명에 따른 장치가 덮개까지 지하에 매설될 때 예를 들어 주거용 주택의 정원과 같은 야외 공간을 확보하도록 적절하게 설계될 수 있다. 일반적으로, 물 열교환기와 공기 열교환기의 활성 영역은 유압 유닛을 통해 열 펌프에 연결되며 일반적으로 에너지 교환을 위해 글리콜-물 용액이 흐르게 된다. 에너지 교환은 다양한 방식으로 발생할 수 있다. 첫째, 난방 목적으로 열 펌프를 통해 공기 열교환기에서 실외 열을 추출할 수 있다. 과도한 실외 열은 물 열교환기로 동시에 공급될 수 있다. 난방을 위해 공기 열교환기에서 사용할 수 있는 환경 열이 충분하지 않은 경우 물 열교환기에서 추출할 수 있다. 공기 열교환기에서 사용 가능한 유용한 열은 전환되어 저장 탱크의 재생 및 충전을 위해 물 열교환기로 다시 공급될 수 있다. 공기 열교환기에서 환경 열을 추출하는 것 외에도 냉각 목적으로 공기 열교환기를 통해 열을 방출할 수도 있다. 부분적으로 냉기는 전환되어 저장 탱크의 활성 사전 냉각으로 물 열교환기로 공급될 수 있다. 공기 열교환기에 의한 냉각 목적을 위해 열 펌프를 통해 열을 전달하기 위해 물 열교환기에서 상응하는 냉기 양을 가져올 수도 있다. 마지막으로, 물 열교환기의 자유 사전 냉각을 위해 공기 열교환기를 통해 자유 냉각을 공급하기 위한 저장소의 자유 사전 냉각을 달성하는 것도 가능한다. 결과적으로 장치는 물 열교환기가 따뜻한 날의 주변 열을 전달하고 공기 에너지를 덜 효율적인 추운 날로 전달하여 효율성을 크게 높일 수 있으므로 유용한 열 생성 효율을 높일 것이다. 건물 및/또는 기계류를 냉각할 때, 본 발명에 따른 장치의 효과는 낮은 온도에 의한 낮 동안의 추위 발생을 지원하기 위해 밤의 시원함을 저장고로 가져오기 때문에 훨씬 더 두드러진다.
이러한 효율 증가에 더하여, 본 발명에 따른 장치는 그러한 시스템의 설치 및 작동을 상당히 용이하게 하는 방식으로 설계된다. 이를 위해 외피는 먼저 지면에 삽입되며, 이는 팽창을 방지하기 위해 설치 중에 안정적인 코어에 의해 지지될 수 있다. 액체 저장소는 내피 내부에 형성되며, 코어를 제거한 후 내피를 사용하여 외피를 안정화할 수 있으며, 이는 외피가 지면에서 내피를 덮음으로써 달성된다. 이는 본 발명에 따른 장치의 간단한 배치를 가능하게 하며, 또한 저비용으로 설치될 수 있다.
장치의 열교환기는 건물 또는 기계의 배기를 초기에 열교환기의 중앙 영역으로 유도하고 거기에서 열교환기의 원주 또는 거의 원주 주변 영역에 방사형으로 공급하도록 설계되어 있어, 배기가 에너지 교환을 위해 액체 저장소를 통해 흐르도록 충분히 긴 거리가 생성된다.
배기는 경로에 적어도 하나의 방사형 구성 요소가 있도록 적어도 일부 영역에서 방사형으로 실행되는 열교환기의 핀을 통해 안내된다. 핀은 배기를 중앙 영역으로 향하게 하거나 중앙 영역에서 멀어지도록 유도하는 역할을 할 수 있다. 열교환기는 배기가 배기 입구에 인접하게 배열된 핀에 의해 중앙 영역으로 안내되고 다른 핀에 의해 중앙 영역에서 주변 영역으로 분배되도록 설계되었다.
열교환기로 유입되는 배기가 중앙부가 아닌 주변 영역으로 직접 유입되는 것을 방지하기 위하여, 배기가 중앙부로 유도되는 핀에 주변 영역으로의 유동장벽을 배치하고, 유입되는 배기가 주변 영역으로 직접 유입되는 것을 차단한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 물 열교환기와 공기 열교환기 사이에 절연층이 배치되고, 열교환기는 액체 저장소를 향하는 절연층의 측면에 배치된다.
따라서, 물 열교환기의 영역과 공기 열교환기의 영역을 절연시킬 수 있어, 물 열교환기와 열교환기, 공기 열교환기 및 절연층의 조합이 하나의 조립군으로 제공될 수 있으며, 이는 외피에 삽입된다. 이러한 방식으로 설계된 장치는 사용 현장으로 쉽게 운반할 수 있으며 굴착 작업 완료 후 의도한 여유 공간에 신속하게 설치할 수 있다. 단열층에 외부 프레임을 제공함으로써, 유닛을 외피에 삽입한 후 적절한 단열 효과를 완성할 수 있다.
일 실시형태에서, 절연층은 주변 영역으로 향하는 배기를 위한 통로를 갖거나 배기가 추출 공기로서 공기 열교환기로 향할 수 있도록 배기가 절연층의 외부를 지나 흐르는 방식으로 설계된다. 대안적으로 또는 추가로, 외부 프레임은 배기가 단열층과 외피 사이를 통해 흐를 수 있는 방식으로 설계된다.
일 실시형태에서, 배기 입구는 배기가 절연층 아래의 열교환기로 흐르는 절연층의 리세스에 배치된다. 대안적으로, 배기 입구는 외부 프레임에 형성될 수 있다.
이하에서는 몇가지 실시예들이 도면을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 장치의 일 실시예의 측면도를 도시하고,
도 2는 장치의 내부를 세로 단면으로 도시하고,
도 3은 장치의 내부를 3차원 표현으로 도시하고,
도 4는 열교환기의 실시예의 단면을 3차원 표현으로 도시한다.
도면에서 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들은 동일한 참조부호가 사용되었다.
도 1은 유체 저장소에서 에너지 전달 및 에너지 저장을 위한 장치(VO)의 실시예의 측면도를 도시한다.
장치(VO)는 통상적으로 장치(VO)에 의해 냉난방될 건물의 외부에 설치된다. 장치 VO의 간단한 설치를 가능하게 하기 위해 먼저 설치될 기초가 제공되며, 여기에서 일반적으로 콘크리트 슬래브(BP)가 기초로 제공될 수 있다. 또한, 콘크리트 슬래브(BP) 위에 외피(AH)를 포설할 수 있도록 건물 외부의 흙(ER)을 제거한다. 외피(AH)가 고정되기 전에, 라인 섹션은 일반적으로 연결 유닛(AE)을 통해 장치(VO)에 연결된 건물에 수용된 열 펌프에 놓인다. 건물에서 배출되는 공기도 연결 유닛(AE)을 통해 장치(VO)로 공급된다.
외피(AH)의 재료 절약 설계를 위해 장치(VO)를 설치하기 전에 안정화 코어 역할을 하고 외피(AH)의 돌출을 방지하기 위한 플레이스홀더(placeholder)를 외피(AH) 내부에 삽입하도록 제공할 수 있다. 전형적으로, 외피(AH)는 장치(VO)가 토양(ER)의 지면 아래에서 완전히 또는 거의 완전히 안착되는 방식으로 그 높이에 대해 설계된다. 그러나, 장치(VO)의 작동을 위해서는 외기 입구(LE)를 통해 외기를 장치(VO) 내부로 유입시키고 공기 출구(LA)를 통해 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해, 장치(VO)의 상단에는 외부 케이싱(AH)의 단면을 거의 완전히 덮는 덮개(DE)가 제공되며, 외기 입구(LE)로 적어도 부분적으로 사용할 수 있는 원주형으로 배열된 슬롯만 남는다.
도 1에 표시된 덮개(DE)와 토양(RE)의 윗면은 거의 평평한 표면을 형성하므로 외피(AH)는 일반적으로 원형 단면을 가진 실린더 형태로 설계되며 토양(ER)의 전체 축방향 높이에 걸쳐 배열된다. 그러나, 다른 실시예에서, 외기 입구(LE)가 또한 원통형 외부 영역을 경유할 수 있도록 장치(VO)가 토양의 상부 위로 부분적으로 돌출하는 것이 가능할 수 있다. 외피(AH) 대신, 보호 그릴 등이 예를 들어 토양(ER)의 표면과 덮개(DE) 사이에 장착된다.
장치(VO)의 모양은 기초에 대해 다각형일 뿐만 아니라 둥글 수 있다. 타원형 등과 같은 다른 모양은 제외되지 않는다.
도 2는 종단면에서 장치(VO)의 내부를 보여준다. 명확성을 위해, 외피(AH)는 도시되지 않는다.
장치(VO)는 공기 열교환기(LW) 및 물 열교환기(WW)로 구성되며, 물 열교환기(WW)는 내피(IH) 내부에 형성된 액체 저장소(FR)를 갖고 바닥판(BP)에 놓인다. 상단에서, 물 열교환기(WW)는 절연층(IS)에 의해 공기 열교환기(LW)와 분리되며, 이는 이후에 삽입될 외부 프레임에 의해 외피(AH)에 대해 추가로 밀봉될 수 있다. 따라서 공기 열교환기(LW), 절연층(IS), 및 물 열교환기(WW)로 구성된 유닛을 외피(AH) 내부의 조인트 유닛으로 유도할 수 있으며, 이에 따라 외부 프레임을 통해 공기 입구(LE)가 외기가 유동하게 하는 공기 열교환기(LW) 내의 공간과 물 열교환기(WW) 내의 공간 사이에 절연이 후속적으로 생성될 수 있다.
물 열교환기(WW)의 액체 저장소(FR)를 채운 후, 내피(IH)가 유연한 설계로 인해 외피(AH) 방향으로 가압되도록 특별히 제공될 수 있으며, 이는 주변 토양(ER)에 대한 외피(AH)의 추가적인 안정화를 강화한다.
물 열교환기(WW)는 액체 저장소(FR) 내에 배열된 원형으로 감긴 튜브를 포함한다. 전형적으로, 액체 저장소(FR)는 물로 채워질 것이지만, 파라핀 용액 등과 같은 다른 액체 매질이 배제되지는 않는다. 다시, 적절한 입구 튜브 또는 출구 튜브는 일반적으로 에너지 전달 또는 저장을 제공하기 위해 파이프를 통해 흐르는 물-글리콜 용액과 건물에 있는 열 펌프에 대한 연결을 제공한다.
공기 열교환기(LW)의 실시예는 여러 블록으로 배열된 다수의 금속 핀(ML)을 갖는다. 여기서, 금속 핀(ML)은 경량화를 위해 통상적으로 알루미늄으로 만들어지는 반면, 금속 핀(ML)을 연결하는 튜브는 구리로 만들어질 수 있다. 외기라고도 하는 주변 공기는 금속 핀(ML) 주위를 흐르고, 이에 따라 주변 공기는 팬(VE)에 의해 외기 입구(LE)를 통해 덮개(DE)의 공기 출구(LA)로 유도된다. 금속 핀(ML)의 입구 및 출구 튜브는 연결 유닛(AE)을 통해 건물에 위치한 열 펌프에 연결된다.
절연층(IS)의 액체 저장소(FR)와 마주하는 면에는 원반 모양의 기본 형태를 갖는 열교환기(WU)가 배치된다. 열교환기(WU)는 액체 저장소(FR)를 통해 들어오는 배기를 물 열교환기(WU)의 원주 주변 영역(RB)으로 보내 에너지가 따뜻한 배기에서 액체 저장소(FR)의 액체로 전달되도록 설계되었다.
그런 다음 주변 영역(RB)에서 배기는 추출 공기로서 공기 열교환기(LW)로 흐르고, 여기서 배기 흐름과 공기 열교환기로 유입되는 주변 공기가 혼합된다. 추출 공기는 열교환기(WU)를 통과한 후 절연층(IS)의 측면 에지(SR)를 지나 흐를 수 있다. 이를 가능하게 하기 위해, 절연층(IS)과 외피(AH) 사이에 존재하는 경우, 외부 프레임이 그에 따라 설계될 수 있고 예를 들어 리세스를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 리세스는 절연층(IS)에 제공될 수 있다.
도 2에서 볼 수 있듯이 원형으로 감긴 튜브의 15개 그룹이 물 열교환기(WW)에 서로 위에 배열되어 있다. 이러한 각 그룹은 분배기에서 열 펌프에 연결된 자체 흡입 튜브 및 자체 펌프를 통해 공급된다. 물론 그룹의 수는 액체 저장소(FR)의 크기에 따라 목표 출력에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 공기 열교환기(LW) 및 물 열교환기(WW)를 갖는 장치(VO)의 내부를 3차원 표현으로 도시한다.
절연층(IS)에는 연결 유닛(AE)으로부터의 배기가 열교환기(WU)로 유입되는 배기 입구(AU) 역할을 하는 리세스가 있다. 이를 위해 명확성을 위해 도시되지 않은 파이프 또는 샤프트가 연결 유닛(AE)에서 리세스로 연결될 수 있다.
배기 입구(AU)를 통해 유입된 배기는 먼저 에지에 배치된 리세스에서 열교환기(WU)의 중앙 영역(ZB)으로 향하고 거기에서 열교환기(WU)의 둘레 에지 영역(RB)으로 방사형으로 분배된다. 열교환기(WU)는 액체 저장소(FR)에 부분적으로 잠겨 있다. 결과적으로 따뜻한 배기는 액체로 덮여 있지 않은 열교환기(WU)의 표면 위로 흐르므로 액체로 덮여 있는 열교환기(WU)의 표면 부분과 액체 저장소(FR)의 액체 사이에서 에너지 교환이 발생하고 그 동안 배기의 열이 적어도 부분적으로 액체로 전달된다. 그런 다음 열교환기(WU)를 통해 이미 부분적으로 냉각된 배기는 단열층(IS)의 측면 에지(SR)를 지나 공기 열교환기(LW)로 흐르고 공기 열교환기(LW)로 유입되는 주변 공기와 혼합될 수 있다. 배기의 에너지는 표면에 가까운 영역의 액체로 전달되기 때문에 도면에 표시되지 않은 재순환이 필요할 수 있다. 대안적으로, 펌프가 항상 활성화되거나 제어된 시간 동안 활성화되는 방식으로 열교환기(WU)에 바로 인접한 원형으로 감긴 튜브의 최상단 그룹을 작동하여 온도가 튜브 내부의 열 펌프 작동 액체 순환을 통해 전체 액체 저장소(FR) 내부에서 균형을 이루도록 하는 것도 가능한다.
도 4는 물 열교환기(WW)에서 열교환기(WU)의 3차원 단면을 보여준다. 기본적인 원반형의 형태로 원반형 단면의 세부사항만 보여주고 있으며, 그 안으로, 배기도 유입된다.
열교환기(WU)는 적어도 특정 영역에서 방사상으로 연장되는 다수의 바람직하게는 금속 핀(WL)을 갖는다. 영역별 방사형에 의해 실행되는 방향에 적어도 하나의 방사형 구성 요소가 있는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 핀(WL)은 내부에서 외부로 직선형 및 반경 방향으로 연장된다. 대안적인 설계는 곡선이다. 바람직하게는, 핀(WL)은 물 열교환기(WW)의 종축선에 수직으로 배열된다. 대안적인 실시예에서, 그것들은 통과하는 배기의 흐름에 영향을 미치기 위해 위에서 아래로 횡방향으로 또는 곡선으로 설계될 수 있다. 핀(WL)은 도 3의 개별 구성 요소 사이의 간격에서도 볼 수 있다.
블레이드(WL)는 들어오는 배기 흐름을 방사형 방향으로 안내한다. 에지에서 배기 입구(AU)를 통해 위에서부터 유입되는 배기는 먼저 배기 입구(AU)에 인접하게 배열된 핀(WL)에 의해 중앙 영역(ZB)으로 안내된다. 거기에서 배기는 원주형으로 배열되고 방사형으로 설계된 핀(WL)에 의해 분배되고 열교환기(WU)의 원주형 주변 영역(RB)으로 이어진다. 배기를 중앙 영역(ZB)으로 향하게 하는 핀(WL) 상의 유동 배리어(SP)는 배기가 주변 영역(RB)으로 직접 흐르고 먼저 중앙 영역(ZB)으로 흐르는 대신 그곳에서 나가는 것을 방지한다. 이것은 열교환기(WU)의 성능을 상당히 감소시키고, 이는 액체와의 에너지 교환은 액체 표면 위의 짧은 거리로 인해 매우 제한된 정도로만 발생하기 때문이다. 유동 장벽(SP)은 핀(WL)의 방사상 단부에 있는 곡선형 플레이트이고 이는 배기를 중앙 영역(ZB)으로 안내한다.
열교환기(WU)는 예를 들어 절연층(IS) 또는 외곽 프레임에 부착될 수 있다. 이 실시예에서, 핀(WL)은 절연층(IS)에 고정된 2개의 동심 원형 프레임(RM) 사이에 고정된다. 전형적으로, 몇백, 도시된 예에서, 약 900개의 알루미늄으로 제조된 이러한 핀(WL)이 배열되는데, 상기 핀은 예를 들어 높이가 10cm이고 작동 동안 그 높이의 절반 이상을 액체로 덮는다.
상기 및 청구범위에 기술된 특징뿐만 아니라 도면으로부터 취해질 수 있는 특징은 개별적으로 및 다양한 조합으로 유리하게 실현될 수 있다. 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 범위 내에서 다양한 방식으로 변경될 수 있다.

Claims (14)

  1. 액체 저장소(FR)에 에너지를 전달하고 에너지를 저장하기 위한 장치로서,
    상기 장치(VO)는 물 열교환기(WW), 및 물 열교환기(WW) 상부에 배열된 공기 열교환기(LW)를 포함하고, 상기 물 열교환기(WW)는 상기 액체 저장소(FR)에 배열되고, 상기 장치(VO)는 외기 흐름이 상기 공기 열교환기(LW)를 통하여 공기 출구(LA)로 유도될 수 있는 외기 입구(LE)를 포함하며, 상기 액체 저장소(FR)를 통해 열교환기(WU)의 주변 영역(RB)으로 에너지를 전달하기 위해 배기 입구(AU)에서 유입되는 배기를 유도하도록 설계되는 열 교환기(WU)로서, 상기 열교환기로부터 배기가, 추출 공기 흐름으로서, 외기 유동과 추출 공기 흐름이 혼합되는 공기 열교환기(LW)로 공급될 수 있는, 열 교환기(WU)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 입구(AU)는 상기 외기 입구(LE)로부터 거리를 두고 상기 액체 저장소(FR)의 액체 표면 위에 배열되는, 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열교환기(WU)는 먼저 배기를 중앙 영역(ZB)으로 향하게 하고 상기 중앙 영역으로부터 상기 배기를 원주 또는 거의 원주 주변 영역(RB)으로 방사상으로 분배하도록 설계되는, 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(WU)는 적어도 부분적으로 방사형으로 형성된 핀(WL)을 갖는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열교환기(WU)는 배기가 상기 배기 입구(AU)에 인접하게 배열된 핀(WU)을 통해 상기 중앙 영역(ZB)으로 안내되고 상기 중앙 영역(ZB)에서 다른 핀(WL)을 통해 주변 영역(RB)으로 분배되도록 설계되는, 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    주변 영역(RB)에 대한 유동 배리어(SP)가, 배기가 통과하여 중앙 영역으로 안내되는 핀(WL) 상에 배열되는, 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물 열교환기(WW)와 공기 열교환기(LW) 사이에 절연층(IS)이 배치되고, 상기 열교환기(WU)는 액체 저장소(FR)를 향하는 절연층(IS)의 측면에 배치되는, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 절연층(IS)은 주변 영역(RB)으로 향하는 배기를 위한 통로를 갖거나, 또는 배기가 절연층(IS)의 측면 에지(SR)를 지나 흐르도록 설계되는, 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 배기 입구(AU)는 상기 절연층(IS)의 리세스에 배치되는, 장치.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    적어도 부분적으로 원주를 이루는 외부 프레임이 상기 절연층(IS)과 외피(AH) 사이에 밀봉부로서 끼워지고, 상기 배기 입구(AU)는 상기 외부 프레임에 배치되고 및/또는 상기 외부 프레임은 배기가 관통하여 흐를 수 있도록 설계되는, 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(VO)는, 상기 외기 입구(LE)로부터 공기 출구(LA)로의 외기 흐름이 상기 공기 열교환기(LW)에 의해 유도될 수 있도록 덮개(DE)에 의해 상부에서 폐쇄되는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 외기 입구(LE)는 상기 덮개(DE)의 외측 테두리를 따라 슬롯으로 형성되는, 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 공기 출구(LA)를 갖는 덮개(DE)는 덮개(DE)의 중앙에 배열되고, 팬(VE)은 바람직하게는 상기 공기 출구(LA)에서 덮개(DE) 아래에 배열되는, 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 저장소(FR)는 내피(IH)에 의해 둘러싸이고, 상기 내피(IH)는 장치(VO)를 바닥(BP)으로부터 내피(IH)를 덮는 외피(AH)로부터 분리하며, 상기 외피(AH)는 적어도 부분적으로 토양(ER)에 매립되는, 장치.
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