WO1997008507A1 - Latentwärmespeicher - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher (1) mit einem Wärmespeichermedium und einem Wärmeübertragungsmedium, wobei das Wärmeübertragungsmedium über eine Düsenanordnung in das Wärmespeichermedium eindüsbar ist und sich beispielsweise im Zuge eines Ausspeichervorganges bezüglich des Wärmespeichermediums Hohlstrukturen, gegebenenfalls gefüllt mit Wärmeübertragungsmedium, ergeben. Zur Verbesserung des Latentwärmespeichers, insbesondere zur Verbesserung seiner Leistung und/oder des Druckabfalls in dem Latentwärmespeicher schlägt die Erfindung vor, daß das Wärmespeichermedium und das Wärmeübertragungsmedium zusammen einer solchen von außen aufgeprägten Druckbelastung aussetzbar sind, daß sich eine Beeinflussung bzw. Zerstörung der Hohlstrukturen ergibt.

Description

00001 Latentwärmespeicher 00002

00003 Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher mit

00004 einem Wärmespeichermedium und einem Wärmeübertragungsme-

00005 dium, wobei das Wärmeübertragungsmedium über eine Düsen-

00006 anordnung in das Wärmespeichermedium eindüsbar ist und

00007 sich beispielsweise im Zuge eines Ausspeichervorganges

00008 bezüglich des Wärmespeichermediums Hohlstrukturen,

00009 gegebenenfalls gefüllt mit Wärmeübertragungsmedium

00010 ergeben. 00011

00012 Ein derartiger Latentwärmespeicher ist bereits in ver-

00013 schiedenen Ausgestaltungen bekannt geworden. Es wird

00014 insbesondere auf die WO 95/16 176 verwiesen. Darüber

00015 hinaus auch auf Latentwärmespeicher wie sie aus der DD

00016 23 68 62, der DD 28 01 13 bekannt ist. Des weiteren ist

00017 auf die DE-Al 41 22 659 zu verweisen. Bezüglich hierzu

00018 geeignetes Speichermediums auf Paraffinbasis wird auch

00019 auf die DE-Al 43 07 065 verwiesen. 00020

00021 Bei derartigen Latenwärmespeichern, insbesondere sol-

00022 chen, bei welchen das Wärmespeichermedium aus Paraffin

00023 besteht, stellt sich das Problem, insbesondere im Zuge

00024 des Ausspeieherns, wenn also kaltes Wärmeübertragungsme-

00025 dium in wärmeres Wärmespeichermedium eingedüst wird,

00026 daß sich Hohlstrukturen bilden, welche in sich Wärme-

00027 Übertragungsmedium einschließen. Diese Hohlstrukturen

00028 sind zunächst in der Regel kugelförmig. Es ist zwar

00029 bereits vorgeschlagen worden, (vergl. auch DE-Al 43 07 00030 065) , das Wärmespeichermedium, insbesondere das Paraf-

00031 fin derart zu modifizieren, daß eine gewisse Brüchig-

00032 keit bzw. leichte Aufbrechbarkeit der sich ergebenen

00033 Strukturen einstellt. Hiermit ist auch bereits ein

00034 wesentlicher Fortschritt erzielt worden. Gleichwohl

00035 wird aber angestrebt, diese Hohlstrukturen noch weiter 00036 zu verkleinern oder günstiger im Sinne einer Packungs-

00037 dichte auszubilden. Allgemein wird hiermit das Ziel 00038 verfolgt, die Speicherkapazität bei gleichem Behältervo-

00039 lumen zu erhöhen. Weiter ist es auch ein Ziel, das

00040 Verhalten eines solchen Latentwärmespeichers insgesamt

00041 zu verbessern. 00042

00043 Auf diesem Hintergrund beschäftigt sich die Erfindung

00044 mit dem technischen Problem, einen wie oben angegebenen

00045 Latentwärmespeicher zu verbessern. Etwa im Hinblick auf

00046 die sich ergebenden Hohlstrukturen oder im Hinblick auf

00047 das Verhalten des Speichers oder im Hinblick auf die

00048 Leistung des Speichers allgemein. 00049

00050 Diese technische Problematik ist zunächst und im wesent-

00051 liehen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei

00052 darauf abgestellt ist, daß das Wärmespeichermedium und

00053 das Wärmeübertragungsmedium zusammen einer solchen von

00054 außen aufgeprägten Druckbelastung aussetzbar sind, daß

00055 sich eine Beeinflussung oder auch eine Zerstörung der

00056 Hohlstrukturen ergibt. Die Beeinflussung kann auch

00057 hinsichtlich einer Beeinflussung der Verteilung der

00058 Hohlstrukturen in dem Speicher gegeben sein. Bei dem

00059 bekannten Latentwärmespeicher ist zwar auch bereits

00060 eine gewisse Druckbelastung gegeben. Wenn sich die

00061 Hohlstrukturen bilden, die aus dem gegenüber dem Wärme-

00062 Übertragungsmedium spezifisch leichteren Wärmespeieher-

00063 medium bestehen, wachsen diese nach unten an und auf-

00064 grund des gegebenen Auftriebes sowie des Gewichtes des

00065 darüberliegenden, verfestigten Speichermaterials ergibt

00066 sich eine gewisse Druckbelastung auf diese Hohlstruktu-

00067 ren. Erfindungsgemäß wird aber nun vorgeschlagen, ge-

00068 zielt und zusätzlich einen gesonderten Druck bzw. eine

00069 gesonderte Druckbelastung auf diese Hohlstrukturen

00070 aufzugeben. D.h., über die bei dem bekannten System aus 00071 den Auftriebskräften der Gewichtsbelastung hinaus her-

00072 rührende Druckbelastung wird eine gesonderte Druckbela-

00073 stung aufgegeben. Dies kann beispielsweise dadurch

00074 erreicht sein, daß der gesamte Latentwärmespeicher bzw.

00075 der Speicherkreislauf einem gewissen Druckniveau ausge-

00076 setzt ist. Überraschend hat sich gezeigt, daß bei einer

00077 solchen permanenten Druckbelastung nicht nur die Hohl-

00078 Strukturen, die gleichwohl in der Regel noch entstehen,

00079 alsbald aufbrechen und so das benötigte Volumen reduzie-

00080 ren. Vielmehr hat sich sogar überraschenderweise ge-

00081 zeigt, daß diese Hohlstrukturen im Sinne einer besseren

00082 Stapelbarkeit modifiziert sind. Anstelle von im wesent-

00083 liehen kugelförmigen Strukturen können sich ellip-

00084 tisch/eiförmig verformte Strukturen einstellen. Diese

00085 führen zu einer höheren Stapeldichte. Die gesonderte

00086 Druckbelastung kann bei einem offenen System beispiels-

00087 weise durch ein Ausdehnungsgefäß mit einer hohen Wasser-

00088 säule erreicht sein. Darüber hinaus kann aber auch

00089 insgesamt ein geschlossenes System vorgesehen sein.

00090 Hierdurch ändert sich auch die Gesamtcharakteristik des

00091 Systems. Bislang wurde durch die im Kreislauf angeordne-

00092 te Pumpe das Wärmeübertragermedium, als beispielsweise

00093 Wasser, durch das im Zuge des Ausspeicherns sich verfe-

00094 stigende Wärmespeichermedium hindurchgesaugt. Hierdurch

00095 waren Spezialpumpen erforderlich, da Kavitationserschei-

00096 nungen nicht auszuschließen waren. Arbeitet man dagegen

00097 im geschlossenen System bzw. unter einem relativ hohen

00098 Druck, so wird auch die Druckseite der Pumpe beispiels-

00099 weise beim Ausspeichern genutzt. Es kommt nicht nur zu

00100 einem Durchsaugen, sondern auch zu einem Durchdrücken

00101 des WärmeÜbertragermediums durch das sich verfestigende

00102 Wärmespeichermedium (im einzelnen in den oben beschrie-

00103 benen Strukturen, wenn es sich um ein Wärmespeichermedi-

00104 um auf Paraffinbasis handelt) . Überraschenderweise kann

00105 hierdurch auch eine kostengünstigere Pumpe eingesetzt 00106 werden. Darüber hinaus kommt es auch zu einer gieichmä-

00107 ßigeren Verteilung der durch Strömungspfade in der

00108 Stapelung der sich verfestigenden Strukturen des Wärme-

00109 speichermediums. Hierdurch wird auch eine größere Wärme-

00110 tauscherflache erreicht, was zu dem noch zu einem gün-

00111 stigeren Ansprechverhalten des Latentwärmespeichers

00112 auch beim Einspeichern von Wärme führt. Der Wasserfaden

00113 in der Pumpe kann auch nicht mehr abreißen. Für die

00114 Pumpe ist sogar eine geringere Energieaufnahme gegeben.

00115 Weiter überraschend stellen sich auch eine Vielzahl von

00116 Strömungswegen für das Wärmetransportmittel durch die

00117 (Kugel-) Strukturen ein. Dieses erbringt insgesamt auch

00118 einen wesentlich geringeren Druckverlust. Dadurch, daß

00119 bereits im Bereich des Ausdüsens des kalten Wärmetrans-

00120 portmittels in das heiße Paraffin, beispielsweise, eine

00121 Strömung in senkrechter Richtung des Speichers gegeben

00122 ist, aufgrund des geschlossenen Kreislaufes, werden die

00123 sich ergebenden Strukturen dort sofort erfaßt und im

00124 wesentlichen in gleichmäßiger Verteilung schichtenweise

00125 abgelegt. Während die zunächst angesprochene Druckbela-

00126 stung durch einen erhöhten statischen Druck erzielt

00127 ist, kann alternativ oder kombinativ auch vorgesehen

00128 sein, daß die Druckbelastung durch einen Druckimpuls

00129 erzielt ist. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zu-

00130 gründe, daß zur Zerstörung oder Beeinflussung der Hohl-

00131 Strukturen nicht notwendig eine permanente Druckbela-

00132 stung erforderlich ist. Vielmehr kann es ausreichend

00133 sein, wenn die Druckbelastung gezielt nach Aufbau einer

00134 gewissen Anzahl von Hohlstrukturen kurzzeitig einsetzt

00135 oder wenn beispielsweise am Ort des Entstehens gezielt

00136 eine Implus-Druckbelastung jeweils auf die Hohlstruktu-

00137 ren ausgeübt wird. Hierzu kann es beispielweise auch

00138 vorteilhaft sein, ein in das System eingeschaltetes

00139 Ausdehnungsgefäß mit einem betätigbaren Absperrventil

00140 zu versehen. Im Zuge des Betriebs des Latentwärmespe- 00141 ichers kommt es in natürlicher Weise, jedenfalls bei

00142 geschlossenem System, zu einer Schwankung im Druck, da

00143 beim Ausspeichern durch die Volumenvergrößerung des

00144 Latentwärmespeichermaterials (jedenfalls bei einem

00145 solchen auf Paraffinbasis) eine Volumenvergrößerung und

00146 damit eine Druckerhöhung eintritt. Diese Druckerhöhung

00147 kann bei einem abriegelbaren Ausdehnungsgefäß gleichsam

00148 gespeichert werden und wenn gewünscht impulsartig in 00149 das System eingegeben werden (nach einem nochmaligen

00150 Aufschmelzen des Latentwärmespeichermaterials und im

00151 Zuge des dann wiedererfolgenden Verfestigen des Latentw-

00152 ärmespeichermaterials zur Zerstörung oder Beeinträchtig-

00153 ung der sich ergebenden Hohlstrukturen) . Hinsichtlich

00154 der statischen Druckerhöhung empfiehlt sich in weiterer

00155 Ausführung auch, wobei dies aber auch mit der impulsar-

00156 tigen Druckbelastung kombinierbar sein kann, oberhalb

00157 des Latentwärmespeichers einen mit dem Latentwärmespe-

00158 icher hydraulisch gekoppelten Flüssigkeitsbehälter

00159 anzuordnen. Die hydraulische Koppelung kann grundsätz-

00160 lieh beispielsweise über eine Membrane erreicht sein,

00161 d.h., also, ohne daß unbedingt ein Ineinanderübergehen

00162 der Flüssigkeiten gegeben ist. Vorteilhafter ist es

00163 jedoch, eine unmittelbare Zusammenschaltung der entspre-

00164 chenden Flüssigkeiten vorzunehmen. Aufgrund der Wärme-

00165 ein- und ausspeieherung in dem Latentwärmespeicher kann

00166 sich hier aufgrund natürlicher Konvektion bei wärmerem

00167 Latentwärmespeicher ein Wärmeaustausch zu dem oberhalb

00168 des Latentwärmespeichers angeordneten Flüssigkeitsbehäl-

00169 ter ergeben. Dies wird vorteilhafterweise dazu ausge-

00170 nutzt, einen Warmwasserbehälter oberhalb des

00171 Latentärmespeichers und geeigneterweise in dem genann-

00172 ten Flüssigkeitsbehälter eingebunden - jedoch hydrau-

00173 lisch nicht verbunden mit der umgebenen Flüssigkeit -

00174 anzuordnen. Hierdurch kann bei großem Wärmeangebot noch

00175 eine gewisse Brauchwassermenge mit vorgewärmt werden. 00176 Zugleich ist, wie beschrieben, hierdurch eine vorteil-

00177 hafte Druckerhöhung im Latentwärmespeicher gegeben. In

00178 weiterer bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen,

00179 daß der Latentwärmespeicher mit einem Druckhalter gekop-

00180 pelt ist. Dies kann beispielsweise ein in der Heizungs-

00181 technik übliches Ausdehnungsgefäß sein. Dieser Druckhai-

00182 ter kann dazu benutzt werden, etwaige Spitzenbelastun-

00183 gen abzufangen und im wesentlichen für einen konstanten

00184 - erhöhten - Druck zu sorgen. Der erhöhte Druck ist

00185 vorteilhafterweise im Bereich von fünf bis zehn Meter

00186 Wassersäule zu sehen. 00187

00188 Gegenstand der Erfindung ist auch ein Latentwärmespei-

00189 eher mit einem Wärmespeichermedium und einem Wärmeüber-

00190 tragungsmedium, wobei das Wärmeübertragungsmedium über

00191 eine Düsenanordnung in das Wärmespeichermedium ein-

00192 düsbar ist. Bezüglich eines solchen Latentwärmespei-

00193 chers beschäftigt sich die Erfindung mit dem techni-

00194 sehen Problem, in einem Latentwärmespeicher sowohl in

00195 dem Latentwärmespeichermaterial Wärme zu speichern, wie

00196 auch in möglichst geeigneter Weise die Wärme für Brauch-

00197 wasserzwecke zu nutzen. In diesem Zusammenhang ist es

00198 bereits bei einem derartigen Latentwärmespeicher vorge-

00199 schlagen worden, den Anteil den Wärmetransportmittels,

00200 in der Regel Wasser, so zu erhöhen, daß hier auch eine

00201 übliche Wärmespeicherung gegeben ist. Nachteilig ist

00202 hierbei allerdings, daß das Gesamtvolumen des

00203 Latentwärmespeichers, welches auch in der Regel im

00204 Kreislauf geführt wird, wesentlich erhöht ist. Erfin-

00205 dungsgemäß wird zur Lösung der aufgezeigten Problematik

00206 dagegen vorgeschlagen, daß oberhalb des Latentwärmespei-

00207 chers ein Fluidspeicher, insbesondere ein Wasserspei-

00208 eher, angeordnet ist und daß der Fluidspeicher in wärme-

00209 leitendem Kontakt mit dem Latentwärmespeicher steht.

00210 Durch den gesonderten Fluidspeicher wird das Volumen 00211 des eigentlichen Latentwärmespeichers nicht erhöht.

00212 Dadurch, daß aber weiter gleichwohl ein wärmeleitender

00213 Kontakt gegeben ist, kann durch ein Einspeichern von

00214 Wärme in den Latentwärmespeicher auch der Fluidspeicher

00215 aufgeheizt werden. Insbesondere bei einem Überangebot

00216 von Wärme ist hier eine nutzvolle Verwendung gegeben.

00217 Weiter ist bevorzeugt, daß in dem Fluidspeicher ein

00218 abgeschlossener und gesondert ein- und ausspeisbarer

00219 Wasserbehälter angeordnet ist. Dieser kann zu dem vor-

00220 zugsweise noch eigenständig aufheizbar sein, etwa über

00221 eine elektrische Tauchheizung. In weiterer bevorzugter

00222 Ausgestaltung ist es auch vorgesehen, daß der Fluidspei-

00223 eher unmittelbar hydraulisch mit dem Latentwärmespei-

00224 eher verbunden ist. Hierdurch kann aufgrund natürlicher

00225 Konvektion erwärmtes Wärmetransportmittel aus dem

00226 Latentwärmespeicher in den Fluidspeicher, in die Umge-

00227 bung des dort gesondert eingebrachten Wasserspeichers,

00228 aufsteigen und so eine Erwärmung über den Latentw-

00229 ärmespeicher erfolgen. Bei der hydraulischen Verbindung

00230 mit dem Latentwärmespeicher, im einfachen Fall durch

00231 Rohre, welche durch das Wärmespeichermedium, Paraffin,

00232 hindurchragen und in das Wärmeübertragermedium, Wasser

00233 hineinragen, wird beim Laden des Latentwärmespeichers

00234 durch Schwerkraft eine Mitladung des in den Fluidspei-

00235 eher enthaltenen Wassers erreicht. Hierbei ist davon

00236 ausgegangen, daß sich in dem Fluidspeicher kaltes Was-

00237 ser befindet. Die Mitladung erfolgt durch natürliche 00238 Konvektion durch die Verbindungsrohre hindurch. Soweit 00239 in dem Fluidspeicher bzw. dem gesonderten Wasserspei-

00240 eher die Fluid-/Wassertemperatur bereits die Aufheiztem-

00241 peratur des Latentwärmespeichers erreicht oder überstie-

00242 gen hat, findet entsprechend keine natürliche Konvekti-

00243 on statt. In gleicher Weise findet ein Temperaturaus-

00244 gleich statt, wenn bei geladenem Latentwärmespeicher

00245 der Fluidspeicher abgekühlt wird. Für den Fall, daß 00246 eine Nachladung nicht ausreichend ist, ist in dem Fluid-

00247 Speicher bzw. in dem darin gesondert angeordneten Was-

00248 serspeicher noch ein Nachhaltsystem vorgesehen. Dies

00249 ist besonders vorteilhaft bei unterschiedlichen Verbrau-

00250 chersystemen mit unterschiedlichen Temperaturen. Z.B.

00251 Warmwasser (beispielsweise 55 Grad Celsius) , Niedertem-

00252 peraturheizung (beispielsweise 40 Grad Celsius) . Diese

00253 Systeme werden ohne sich zu beeinflussen optimal be-

00254 dient, hinsichtlich der Heizung aus dem Latentwärmespe-

00255 icher und hinsichtlich Warmwasser aus dem Warmwasserbe-

00256 hälter. Die Nachheizleistung ist minimiert. Die be-

00257 schriebene Kombination aus Fluidbehälter (Wasserbehäl-

00258 ter) und Latenwärmespeicher hat auch zur Folge, daß das

00259 Latentwärmespeichersystem unter höheren statischen

00260 Druck beschrieben wird, um ein Leerlaufen auszuschlie-

00261 ßen. Das wiederum beeinflußt das effektive Ausspeicher-

00262 volumen durch Wasserbindung. Die Wasserbindung in dem

00263 Wärmespeichermaterial, insbesondere in Paraffin, ist

00264 minimiert. Mit ansteigendem Druck geht die Wasserbin-

00265 düng zurück. Ein höherer Latentwärmespeichermaterialei-

00266 nsatz ist ermöglicht. Zu dem kann der Fluidbehälter

00267 modulartig auf bereits bestehende Latentwärmespeicher

00268 aufgesetzt werden, auch als Nachrüstelement. 00269

00270 Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren

00271 zum Betreiben eines Latentwärmespeichers mit einem

00272 Wärmespeichermedium und einem Wärmeübertragungsmedium,

00273 wobei das Wärmeübertragungsmedium über eine Düsenan-

00274 ordung in das Wärmespeichermedium eindüsbar ist und

00275 sich beispielsweise im Zuge eines Ausspeichervorganges

00276 bezüglich des Wärmespeichermediums Hohlstrukturen, gege-

00277 benenfalls gefüllt mit Wärmeübertragungsmedium, erge-

00278 ben. Um die Leistung eines solchen Latentwärmespeichers

00279 zu erhöhen, schlägt die Erfindung in diesem Zusammen-

00280 hang vor, daß ein Fluiddruck des Latentwärmespeichers 00281 jedenfalls während des Ausspeicherns erhöht wird, zur

00282 Beeinflussung bzw. Zerstörung der entstehenden Hohl-

00283 Strukturen. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß

00284 eine gezielte Erhöhung während des Ausspeicherns des

00285 Fluiddruckes vorgenommen werden kann, um die entstehen-

00286 den Hohlstrukturen zu beeinflussen oder zu zerstören.

00287 Bei zerstörten Hohlstrukturen benötigt der Latentw-

00288 ärmespeicher beim Ausspeichern weniger Volumen, so daß

00289 insgesamt bei gleichem Ausgangsvolumen mehr Latent-

00290 wärmespeichermaterial aufgenommen sein kann. Bei glei-

00291 chem Ausgangsvolumen erhöt sich die Leistung des

00292 Latentwärmespeichers. Es ist auch bevorzugt, die Erhö-

00293 hung des Fluiddruckes impulsartig vorzunehmen. 00294

00295 Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der

00296 beigefügten Zeichnungen, welche doch lediglich ein

00297 Ausführungsbeispiel darstellen, erläutert. Hierbei

00298 zeigt: 00299

00300 Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines

00301 Latentwärmespeichers mit aufgesetztem Wasser- 00302 Speicher;

00303

00304 Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines

00305 Latentwärmespeichers mit einer Druckhai-

00306 te-/Druckerhöhungseinrichtung. 00307

00308 Dargestellt und beschrieben ist zunächt, mit Bezug zu

00309 Fig. 1, ein Latentwärmespeicher 1 mit einem aufgesetz-

00310 ten bzw. vertikal über dem Latentwärmespeicher 1 ange-

00311 ordneten Wasserbehältnis 2. Der Latentwärmespeicher

00312 kann auf verschiedene Arten im einzelnen ausgebildet

00313 sein. Es wird hierzu auf die bereits eingangs genannte

00314 Druckschrift WO 95/16176 bezüglich weiterer Einzelhei-

00315 ten verwiesen. 00316 Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist oberhalb

00317 des Latentwärmespeichers 1 ein Wasserbehälter 2 angeord-

00318 net, wobei auch das Wärmeübertragungsmedium des Latenw-

00319 ärmespeichers 1 aus Wasser besteht. Bekanntlich sammelt

00320 sich dann, wenn es sich um einen Latenwärmespeicher

00321 handelt, und das Wärmespeichermedium aus beispielsweise

00322 Paraffin besteht, das Wärmespeichermedium 3 oberhalb

00323 des Wärmeübertragermediums 4 in Form einer Schichtung

00324 an. 00325

00326 Es ist nunmehr vorgesehen, daß in dem Wasserbehältnis 2

00327 ein - äußerer - Wasserbehälter mit Wasser 5 gefüllt.

00328 Weiter ist der Wasserbehälter 2 über Verbindungsrohre

00329 6,6' mit dem Latenwärmespeicher verbunden. Im einzelnen

00330 ist die Verbindung derart, daß die Verbindungsröhre

00331 6,6' bis auf ein Niveau n reichen, in welchem in allen

00332 Betriebszuständen des Latenwärmespeichers 1 mit Sicher-

00333 heit sich Wärmeübertragungsmedium, hier also Wasser 4,

00334 befindet. Ein Verbindungsröhr 6, 6 'kann - jedenfalls in

00335 dem Bereich, in welchem es sich permanent im Wärmeüber-

00336 tragungsmedium 4 oder in dem Wasserspeicher 2 in dem

00337 Wasser 5 sich befindet, mit einer vertikal verteilten

00338 Lochung ausgebildet sein. Es wird hierzu beispielsweise 00339 auf die DE-OS 43 06 684 verwiesen, deren Offenbarungsge-

00340 halt insoweit in vorliegende Anmeldung mit eingeschlos-

00341 sen wird. 00342

00343 Weiter ist in dem Wasserbehälter 2 ein gesonderter,

00344 gegenüber dem Wasser 5 abgeschlossener Zweitbehälter 7

00345 aufgenommen. Gemäß Ausführungsbeispiel ist dieser Zweit-

00346 behälter 7 vollflächig von dem Wasser 5 umgeben. Es

00347 kann aber auch nur eine teilflächige Umgebung durch das

00348 Wasser 5 gegeben sein. 00349 00350 Der Wasserbehälter 2 der Latentwärmespeicher 1 ist

00351 durch eine horizontale Trennwand voneinander separiert.

00352 Dieser ist nur von den Verbindungsröhren 6,6' durch-

00353 setzt. 00354

00355 Der Behälter 7 ist ein Warmwasserbereitungsbehälter. Er

00356 besitzt hierzu ein Nachheizsystem, was lediglich ange-

00357 deutet ist, Bezugszeichen 8. Darüber hinaus Anschlüsse

00358 9 für Warm- und Kaltwasser. Zum einen kann eine Erhit-

00359 zung oder Warmhaltung des in dem Behältnis 7 befindli-

00360 chen Wassers durch das umgebende Wasser 5 stattfinden.

00361 Andererseits ist eine eigene aktive Aufheizung des

00362 darin befindlichen Wassers möglich. 00363

00364 In weiterer Einzelheit ist in hydraulischem Anschluß an

00365 den Latentwärmespeicher 1 und zwar an das sich im unte-

00366 ren Bereich befindliche Wärmeübertragungsmedium (Wasser

00367 4) ein Druckhalter 10 vorgesehen. Der Druckhalter 10

00368 kann beispielsweise aus einem Gaspolster 11, einer

00369 Membran 12 und darunter befindlichem Wasserreservoir 13

00370 bestehen. Dieser Druckhalter dient insbesondere auch

00371 zur Aufnahme von Volumenänderungen. Ein Leerlaufen des

00372 Wasserbehälters 2 soll vermieden werden. Es kann sich

00373 hier auch um ein übliches Ausdehnungsgefäß handeln.

00374 In weiterer bevorzugter Ausführungsform kann das Ausdeh-

00375 nungsgefäß auch mit einem Absperrventil ll¹ , das auch

00376 automatisch betätigbar sein kann, versehen sein. Hier-

00377 durch können, wie weiter vorne im einzelnen beschrie-

00378 ben, Druckspitzen gleichsam gespeichert werden und

00379 implusartig zu einem anderen Zeitpunkt in das System

00380 zur Zerstörung von Hohlstrukturen des Latentwärmespei-

00381 chermaterials eingegeben werden. 00382

00383 In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. 00384 Bei dieser Ausführungsform ist ein Latentwärmespeicher

00385 1 durch eine aktive bzw. aktivierbare Einrichtung 10,14

00386 mit Druck beaufschlagbar. Der vertikal bewegliche Kol- 00387 ben 14 soll lediglich andeuten, daß aktiv ein Druck

00388 ausgeübt werden kann. In Übereinstimmung mit der Ausbil-

00389 düng der Fig. 1 ist ein Druckhalter 10 vorgesehen.

00390 Zusätzlich zu der Funktion des Druckhaltens kann hier

00391 jedoch - was lediglich schematisch angedeutet ist

00392 - über ein Kolbensystem 14 aktiv ein Druck - auch im-

00393 pulsweise - erzeugt werden. 00394

00395 Darüber hinaus ist es noch möglich, Impulsdruck bei-

00396 spielsweise durch eine Pumpe 15 zu erzeugen. Es kann

00397 auch eine Ausgestaltung der Armarturen der Pumpe derart

00398 vorgesehen sein, daß sich hinsichtlich einer Abschalt-

00399 oder Anfahrcharakteristik ein Druckstoß ergibt, wie er

00400 an sich in derartigen Leitungssystemen zu vermeiden

00401 ist. Bezüglich weiterer Einzelheiten der dargestellten

00402 Latentwärmespeicher wird im übrigen auf die bereits

00403 eingangs genannte WO 95/16176 verwiesen, deren Offenba-

00404 rungsgehalt auch vollinhaltlich in die Offenbarung

00405 vorliegender Anmeldung mit einbezogen wird. 00406

00407 Für die dargestellen Latentwärmespeicher ist auch cha-

00408 rakteristisch, daß kein offener Flüssigkeitsspiegel

00409 ausgebildet ist. Die Latentwärmespeicher sind vollstän-

00410 dig, gegebenenfalls eben unter erhöhtem Druck, gefüllt.

00411 Hinsichtlich der Druck-Impulsbeaufschlagung ist jedoch

00412 auch eine Ausbildung mit einem freien Flüssigkeitsspie-

00413 gel möglich. 00414

00415 Die Zusammenschaltung des Latentwärmespeichers 1 mit

00416 dem Wasserbehälter 2 und dem darin noch weiter befindli-

00417 chen aufheizbaren Wasserbehälter 7 hat folgende betrieb-

00418 liehe Eigenschaften und Vorteile: beim Laden des Latent- 00419 wärmespeicher 1 mit kaltem Wasser erfolgt über die Ver-

00420 bindungsrohre 6,6' - vorausgesetzt, daß die Temperatur

00421 in dem Wasserbehälter 2 niedriger als die Ladetempera-

00422 tur ist - aufgrund natürlicher Konvektion ein Mitladen

00423 des Wasserbehälters 2. Hierüber erfolgt auch eine Auf-

00424 heizung des Wasserbehälters 7. Wird nachfolgend bei

00425 geladenem Latentwärmespeicher 1 Wärme oder warmes Was-

00426 ser aus dem Wasserspeicher 1 abgezogen und durch kaltes

00427 ersetzt, z.B. durch einen entsprechenden Verbrauch im

00428 System, so erfolgt in gleicher Weise durch die Schwer-

00429 kraft bzw. natürliche Konvektion über die Verbindungs-

00430 röhre 6,6' eine Umladung und Wiederaufladung des Wasser-

00431 behälters 2 und des Wasserbehälters 7. Für den Fall,

00432 daß die Nachladung durch den Latentwärmespeicher 1

00433 nicht ausreicht, ist das Nachheizsystem 8 vorgesehen.

00434 Hier ist ein besonderter Vorteil gegeben bei unter-

00435 schiedlichen Verbrauchssystemen mit unterschiedlichen

00436 Temperaturen, z.B. einem Warmwasserverbrauchssystem und

00437 einer Niedertemperaturheizung (55 bzw. 40 Grad Celsi-

00438 us) . Diese Systeme können dann, ohne sich gegenseitig

00439 zu beeinflussen, von ihrem jeweils optimalen Speicher

00440 bedient werden. Die Heizung aus dem Latentwärmespeicher

00441 und das Wasser aus dem Warmwasserbehälter 2. Die Nach-

00442 heizleistung wird minimiert. 00443

00444 Die dargestellte Kombination gemäß Fig. 1 hat auch zur

00445 Folge, daß das Latentwärmespeichersystem unter höherem

00446 statischen Druck betrieben wird, um ein Leerlaufen

00447 auszuschließen. Im Hinblick auf das Latentwärmespei- 00448 chermaterial Paraffin hat dies nicht nur die erwähnte

00449 Auswirkung auf die Hohlstrukturen, sondern auch auf den

00450 Umfang der Wasserbindung in dem_t Paraffin allgemein.

00451 Unter Druckbelastung bindet Paraffin weniger Wasser in

00452 den dort gegebenen Hohlstrukturen (Paraffin ist inso- 00453 weit schwammartig anzusehen) . Insgesamt ermöglicht dies

00454 ein höheres Volumen an Latentwärmespeichermaterial. 00455

00456 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In

00457 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der

00458 Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori-

00459 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt-

00460 lieh mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser

00461 Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit

00462 aufzunehmen.

Claims

00463

00464

00465 Ansprüche

00466

00467 1. Latentwärmespeicher (1) mit einem Wärmespeichermedi-

00468 um und einem Wärmeübertragungsmedium, wobei das Wärme-

00469 Übertragungsmedium über eine Düsenanordnung in das

00470 Wärmespeichermedium eindüsbar ist und sich beispielswei-

00471 se im Zuge eines Ausspeichervorganges bezüglich des

00472 Wärmespeichermediums Hohlstrukturen, gegebenenfalls

00473 gefüllt mit Wärmeübertragungsmedium, ergeben, dadurch

00474 gekennzeichnet, daß das Wärmespeichermedium und das

00475 Wärmeübertragungsmedium zusammen einer solchen von

00476 außen aufgeprägten Druckbelastung aussetzbar sind, daß

00477 sich eine Beeinflussung bzw. Zerstörung der Hohlstruktu-

00478 ren ergibt. 00479

00480 2. Latenwärmespeicher nach Anspruch 1 oder insbesondere

00481 danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbelastung

00482 durch einen erhöhten statischen Druck erzielt ist. 00483

00484 3. Latenwärmespeicher nach einem oder mehreren der

00485 vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00486 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbelastung durch

00487 einen Druckimpuls erzielt ist. 00488

00489 4. Latenwärmespeicher nach einem oder mehreren der

00490 vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00491 dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Latentwärmespe-

00492 ichers (1) ein mit dem Latentwärmespeicher hydraulisch

00493 gekoppelter Flüssigkeitsbehälter (2) angeordnet ist. 00494

00495 5. Latentwärmespeicher nach einem oder mehreren der

00496 vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00497 dadurch gekennzeichnet, daß der Latentwärmespeieher (1)

00498 mit einem Druckhalter (10) gekoppelt ist. 00499

00500 6. Latentwärmespeicher mit einem Wärmespeichermedium

00501 und einem Wärmeübertragungsmedium, dadurch gekennzeich-

00502 net, daß oberhalb des Latentwärmespeichers ein Fluid-

00503 Speicher (2) , insbesondere ein Wasserspeicher, angeord-

00504 net ist und daß der Fluidspeicher (2) in wärmeleitendem

00505 Kontakt mit dem Latentwärmespeicher (1) steht. 00506

00507 7. Latentwärmespeicher nach einem oder mehreren der

00508 vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00509 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fluidspeicher (2)

00510 ein abgeschlossener und gesondert ein- und ausspeicher-

00511 barer Wasserbehälter (7) angeordnet ist. 00512

00513 8. Latentwärmespeicher nach einem oder mehreren der

00514 vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00515 dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidspeicher (2) unmit-

00516 telbar hydraulisch mit dem Latentwärmespeicher (1)

00517 verbunden ist. 00518

00519 9. Verfahren zum Betreiben eines Latentwärmespeichers

00520 mit einem Wärmespeichermedium und einem Wärmeübertra-

00521 gungsmedium, wobei das Wärmeübertragungsmedium über

00522 eine Düsenanordnung in das Wärmespeichermedium ein-

00523 düsbar ist und sich beispielsweise im Zuge eines Aus-

00524 speichervorganges bezüglich des Wärmespeichermediums

00525 Hohlstrukturen, gegebenenfalls gefüllt mit Wärmeübertra-

00526 gungsmedium, ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein

00527 Flüssigkeitsdruck des Latentwärmespeichers, vorzugswei-

00528 se während des Ausspeicherns erhöht wird, zur Beeinflus-

00529 sung bzw. Zerstörung von entstehenden Holhlstrukturen. 00530 00531 10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen-

00532 den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn-

00533 zeichnet, daß die Erhöhung des Fluiddruckes implusartig

00534 vorgenommen wird. 00535

00536 00537 00538