WO1999051928A1

WO1999051928A1 - Latentwärmespeicherkörper

Info

Publication number: WO1999051928A1
Application number: PCT/EP1999/001701
Authority: WO
Inventors: Klaus Fieback; Dirk Carsten BÜTTNER; Michael Matthäi; Helmut Gutberlet
Original assignee: Schümann Sasol Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 1999-10-14
Also published as: CA2292532A1; EP0986726A1; AU3517499A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicherkörper (1) mit einem Latentwärmespeichermaterial auf Paraffinbasis und einer Umhüllung (2), wobei das Latentwärmespeichermaterial eine erste Schmelztemperatur aufweist. Um eine einfach aufzubringende und gleichwohl ausreichend schützende Umhüllung zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, dass die Umhüllung (2) aus einem Umhüllungsmaterial auf Paraffinbasis besteht, dass das Umhüllungsmaterial schmelzfähig ist und eine zweite Schmelztemperatur aufweist, und dass die zweite Schmelztemperatur höher als die erste Schmelztemperatur ist.

Description

00001 Latentwärmespeicherkorper

00002

00003 Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicherkorper

00004 mit einem Latentwarmespeichermaterial auf Paraffinbasis

00005 und einer Umhüllung, wobei das Latentwarmespeicherma¬

00006 terial eine erste Schmelztemperatur aufweist.

00007

00008 Solche Latentwärmespeicherkorper sind bereits in ver¬

00009 schiedener Ausgestaltung beschrieben worden. Es wird

00010 insbesondere auf die nicht vorveröffentlichte deutsche

00011 Patentanmeldung 198 05 028.3 verwiesen. Der Offenba¬

00012 rungsgehalt dieser Patentanmeldung wird hiermit vollin¬

00013 haltlich in die Offenbarung vorliegender Anmeldung

00014 einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale der genannten

00015 Anmeldung in Ansprüche vorliegender Anmeldung einzübe-

00016 ziehen.

00017

00018 Es ist vorgeschlagen worden, einen Latentwärmespeicher¬

00019 korper mit einer Umhüllung aus einer Kunststoffolie zu

00020 umgeben. Auch kann der Latentwärmespeicherkorper mit

00021 einer Runstsoffhartschale umgeben sein. Diese Arten der

00022 Umhüllung sind aber noch nicht in jeder Hinsicht zufrie¬

00023 denstellend. Einerseits sind die Materialien hierfür

00024 nicht immer in der gewünschten Weise unempfindlich,

00025 bspw. im Hinblick auf eine rauhe Behandlung auf einer

00026 Baustelle. Zum anderen ist die Aufbringung mit gewissen

00027 als aufwendig empfundenen Arbeitsschritten verbunden.

00028

00029 Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik

00030 beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabenstel¬

00031 lung, einen Latentwärmespeicherkorper mit einer Umhül¬

00032 lung anzugeben, wobei die Umhüllung einerseits den

00033 Latentwärmespeicherkorper ausreichend schützen soll und

00034 andererseits einfach aufzubringen sein soll . 00036 Diese Aufgabenstellung ist zunächst und im wesentlichen

00037 bei Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf

00038 abgestellt ist, daß die Umhüllung aus einem Umhüllungs-

00039 material auf Paraffinbasis besteht, daß das Umhüllungs-

00040 material schmelzfähig ist und eine zweite Schmelztempe-

00041 ratur aufweist, wobei die zweite Schmelztemperatur

00042 höher ist als die erste Schmelztemperatur. Erfindungsge-

00043 maß ist ein Latentwärmespeicherkorper auf Paraffinbasis

00044 vorgeschlagen, der seinerseits wiederum eine Umhüllung

00045 auf Paraffinbasis aufweist. Zunächst ist eine überra-

00046 sehend gute Verträglichkeit der Materialien, des Materi-

00047 als des Latentwärmespeicherkörpers und des Umhüllungsma-

00048 terials, gegeben. Darüber hinaus ist auch eine hohe

00049 Unempfindlichkeit gegeben. Die Umhüllung kann nicht

00050 einreißen sondern allenfalls lokal beschädigt werden.

00051 Das Umhüllungsmaterial auf Basis von Paraffin ist in

00052 gewisser Weise nachgiebig. Zudem besitzt es selbst

00053 sogar, auch wenn es bei den Umwandlungstemperaturen des

00054 Latentwärmespeicherkörpers selbst nicht zum Schmelzen

00055 kommt, einen gewissen Speichereffekt. Es kann auch in

00056 einfacher Weise aufgebracht werden, bspw. durch Eintau-

00057 chen des Latentwärmespeicherkörpers in eine Schmelze

00058 des Umhüllungsmaterials. Andererseits kann das Umhül-

00059 lungsmaterial auch bspw. aufgespritzt werden. In weite-

00060 rer Ausgestaltung ist auch bevorzugt, daß der Latent-

00061 wärmespeicherkörper ein Strukturmaterial aufweist und

00062 daß die Umhüllung das Strukturmaterial unter Abbildung

00063 der Struktur umgibt. Beispielsweise kann der Latent-

00064 wärmespeicherkörper ein Strukturmaterial in Form eines

00065 Gewebes, eines Gewirkes, von porösem Holz, Schaumstoff

00066 oder dergleichen aufweisen. Die Maßnahme, die Umhüllung

00067 so auszubilden, daß das Strukturmaterial sich abbildet,

00068 bedeutet also, daß die Umhüllung die Kontur des Struk-

00069 turmaterials im Außenbereich wiedergibt. Alternativ

00070 hierzu kann es auch bevorzugt sein, daß die Umhüllung 00071 das Strukturmaterial ausgleichend umgibt. Dies bedeutet

00072 auch, daß die Umhüllung auf dem Latentwärmespeicher-

00073 körper mit einer örtlich unterschiedlichen Dicke aufge-

00074 bracht ist, eben derart, daß im wesentlichen ein Aus-

00075 gleich von Oberflächenzerklüftungen, vorspringenden

00076 Teilen und dergleichen des Strukturmaterials erreicht

00077 ist. Hinsichtlich des Schmelzpunktes des Umhüllungsmate-

00078 rials ist ein solcher von 70° oder mehr, bis hin zu

00079 etwa 105°C, bevorzugt. Besonders bevorzugt ist es auch,

00080 daß das Umhüllungsmaterial einen Anteil an Fischer-

00081 Tropsch-Paraffinen (FT-Paraffinen) enthält. Hiermit

00082 läßt sich auch eine besonders glatte Oberfläche errei-

00083 chen. FT-Paraffine bestehen vornehmlich aus Normal-Par-

00084 affinen. Mehr als 80% sind gewöhnlich N-Alkane. Der

00085 Rest sind ISO-Alkane. Die Kettenlänge liegt bei C30 bis

00086 etwa C100, bei einer Gradation (Erstarrungspunkt, EP)

00087 von ca. 68 bis 105°C. Es können auch oxidierte FT-Paraf-

00088 fine eingesetzt werden. Dies bspw. um die Anhaftfähig-

00089 keit der Umhüllung zu erhöhen. Der Erstarrungspunkt

00090 kann hierdurch auch etwa um ca. 5 K abgesenkt werden.

00091 Des weiteren kann alternativ oder zusätzlich auch ein

00092 Anteil an Mikrowachsen vorgesehen sein. Mikrowachse

00093 sind wie Paraffine Gemische aus unterschiedlichen Koh-

00094 lenwasserstoffen, jedoch enthalten sie überwiegend

00095 ISO-Paraffine. Weiter kann alternativ oder zusätzlich

00096 eine Anteil an Harnstoff enthalten sein. Dies ist insbe-

00097 sondere im Hinblick auf eine brandhemmende Einstellung

00098 vorteilhaft. Hierzu können auch andere brandhemmende

00099 Materialien noch eingebunden sein. Weiterhin kann alter-

00100 nativ oder zusätzlich vorgesehen sein, daß das Umhül-

00101 lungsmaterial Polymere enthält. Insbesondere kann es

00102 sich um bspw. an Luft bzw. Sauerstoff vernetzende Poly-

00103 mere handeln. Als Polymere können hier etwa Alkydharz,

00104 PVC-Copolymerisate, Polyacrylate oder PE-Wachse zum

00105 Einsatz kommen. Das brandhemmende Mittel ist insbesonde- 00106 re bevorzugt nur in der Umhüllung vorgesehen, nicht

00107 auch in dem übrigen Latentwärmespeicherkorper. Die

00108 Umhüllung selbst kann auch mehrschichtig aufgebaut

00109 sein.

00110

00111 Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur

00112 Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers mit einem

00113 Latentwarmespeichermaterial auf Paraffinbasis und einer

00114 diesen umschließenden Umhüllung. Hierzu ist bevorzugt

00115 vorgesehen, daß zunächst der Latentwärmespeicherkorper

00116 selbst auf Paraffinbasis hergestellt wird und sodann,

00117 im ausgehärteten Zustand des Latentwärmespeicherkörpers

00118 auf Paraffinbasis, eine Umhüllung des Latentwärme-

00119 speicherkörpers mit einem Umhüllungsmaterial auf Paraf¬

00120 finbasis, einer zweiten, höheren Schmelztemperatur,

00121 vorgenommen wird. In bevorzugter Ausführungsform ist

00122 auch vorgesehen, daß nach dem Herstellen des Latent-

00123 wärmespeicherkörpers ein Zerteilen dieses Latentwäxτne-

00124 speicherkörpers in Teilstücke erfolgt und daß so gewon¬

00125 nene Teilstücke jeweils wieder gesondert mit dem Umhül¬

00126 lungsmaterial umhüllt werden. Hierbei kann die Umhül¬

00127 lung im Tauchverfahren vorgenommen werden oder auch

00128 bspw. im Sprühverfahren. Es ist bevorzugt, daß das

00129 Umhüllungsmaterial einen Anteil an FT-Paraffinen

00130 und/oder einen Anteil an Mikrowachsen und/oder ein

00131 Anteil an Harnstoff und/oder einen Anteil an Polymeren

00132 enthält .

00133

00134 Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der

00135 beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausfüh¬

00136 rungsbeispiel darstellt, erläutert . Hierbei zeigt :

00137

00138 Fig. 1 einen Querschnitt und teilweise perspektivi¬

00139 sche Ansicht eines mit einer Umhüllung versehe¬

00140 nen Latentwärmespeicherkörpers; und 00141 Fig. 2 eine Darstellung eines mit einer Umhüllung 00142 versehenen Latentwärmespeicherteilkörpers . 00143 00144 Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu 00145 Fig. 1, ein Latentwärmespeicherkorper 1, der mit einer 00146 Umhüllung 2 auf Paraffinbasis umgeben ist. Der Latent00147 wärmespeicherkorper 1 besitzt ein Strukturmaterial 3 00148 und eine Tränkung des Strukturmaterials 3 bzw. eine 00149 Aufnahme in Zwischenräumen oder Kapillarräumen des 00150 Strukturmaterials 3 von einem Latentwarmespeichermat00151 erial auf Paraffinbasis . Dieser Latentwärmespeicher00152 korper 1 besitzt einen ersten Schmelzpunkt von 50 °C. 00153 00154 Der Latentwärmespeicherkorper 1 ist mit der Umhüllung 2 00155 vollständig umgeben. Die Umhüllung 2 besitzt einen 00156 zweiten Schmelzpunkt, der 70° beträgt. 00157 00158 Das Umhüllungsmaterial besteht vorwiegend, zu 80 %, aus 00159 FT-Paraffinen und im weiteren einem Anteil von 10 % 00160 Polymeren und 10 % weiteren Paraffinen. 00161 00162 In Fig. 2 ist ein Latentwärmespeicherteilkörper 4 darge00163 stellt mit einer Umhüllung 5. Die Umhüllung 5 ist in 00164 gleicher Weise wie die Umhüllung 2 aufgebaut. 00165 00166 Hinsichtlich der FT-Paraffine können bspw. die unter 00167 der Handelsbezeichnung Hl bekannten FT Paraffine oder 00168 C105 oder C80 zum Einsatz kommen. Hinsichtlich - hoch00169 schmelzender - Mikrowachse können solche unter den 00170 Handelsnamen OPO 3279, ZWM 095 und OPO 8080 zum Einsatz 00171 kommen. Hinsichtlich weiterhin auch noch einzusetzender 00172 Intermediate paraffins können solche unter dem Handels- 00173 namen OFA 6403 zum Einsatz kommen. Hinsichtlich Polymer- 00174 wachsen, können sogenannte EVA-Wachse (Ethyl-Vinyl- 00175 Acetat-Wachse) zum Einsatz kommen. Diese werden auch im 00176 Handelsnamen Elvax bezeichnet. Darüber hinaus auch

00177 Polyisobuty1wachse. Es können auch Harze zum Einsatz

00178 kommen. Hier insbesondere sogenannte Piccolite. An

00179 Flammschutzmitteln können Aluniiniumhydroxid, Magnesium-

00180 Kalzium-Karbonat-Hydroxid, Artmoniumpolyphosphat und

00181 Harnstoff zum Einsatz kommen. 00182

00183 Folgende Beispielmischungen für das Umhüllungsmaterial

00184 können angegeben werden: 00185

00186 1. 30% C80, 30% OPO 3279, 30% Aluminiumhydroxid und 10%

00187 Polyisobutylen; 00188

00189 2. 80% OPO, 20% Ammoniumpolyphosphat;

00190

00191 3. 50% Hl, 30% Elvax 220, 20% Aluminiumhydroxid; und

00192

00193 4. 50% OFA 6403, 40% Elvax, 10% Harz Piccolite.

00194

00195 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In

00196 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der

00197 Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori-

00198 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt-

00199 lieh mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser

00200 Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit

00201 aufzunehmen.

Claims

00202 ANS P RUCHE 00203 00204 1. Latentwärmespeicherkorper (1) mit einem Latent00205 warmespeichermaterial auf Paraffinbasis und einer Umhül00206 lung (2) , wobei das Latentwarmespeichermaterial eine 00207 erste Schmelztemperatur aufweist, dadurch gekennzeich00208 net, daß die Umhüllung (2) aus einem Umhüllungsmaterial 00209 auf Paraffinbasis besteht, daß das Umhüllungsmaterial 00210 schmelzfähig ist und eine zweite Schmelztemperatur auf00211 weist, und daß die zweite Schmelztemperatur höher als 00212 die erste Schmelztemperatur ist. 00213 00214 2. Latentwärmespeicherkorper (1) nach Anspruch 1 oder 00215 insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der 00216 Latentwärmespeicherkorper ein Strukturmaterial (3) 00217 aufweist und daß die Umhüllung (2) das Strukturmaterial 00218 (3) unter Abbildung der Struktur umgibt. 00219 00220 3. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren 00221 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00222 dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (2) das Struk00223 turmaterial (3) ausgleichend umgibt. 00224 00225 4. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren 00226 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00227 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schmelztempera00228 tur 70° oder höher ist. 00229 00230 5. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren 00231 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00232 dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial 00233 Fischer-Tropsch-Paraffine enthält . 00234 00235 6. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren 00236 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, 00237 dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial

00238 Mikrowachs enthält.

00239

00240 7. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren

00241 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00242 dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial

00243 einen brandhemmenden Zusatz enthält.

00244

00245 8. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren

00246 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00247 dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial

00248 Harnstoff enthält .

00249

00250 9. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehreren

00251 der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach,

00252 dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmaterial

00253 einen Anteil an Polymeren enthält.

00254

00255 10. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehre¬

00256 ren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere

00257 danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsmate¬

00258 rial mehrschichtig aufgebaut ist.

00259

00260 11. Latentwarmespeichermaterial nach einem oder mehre¬

00261 ren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere

00262 danach, dadurch gekennzeichnet, daß nur in der äußer¬

00263 sten Schicht des Umhüllungsmaterials ein brandhemmender

00264 Zusatz enthalten ist .

00265

00266 12. Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicher¬

00267 körpers mit einem Latentwarmespeichermaterial auf Paraf¬

00268 finbasis und einer vollständig umschließenden Umhül¬

00269 lung, wobei das Latentwarmespeichermaterial eine erste

00270 Schmelztemperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

00271 zunächst ein Latentwärmespeicherkorper auf Paraffinba- 00272 sis hergestellt wird und daß sodann dieser Latentwärme-

00273 speicherkorper im Tauch-Sprühverfahren oder dergleichen

00274 mit einer Umhüllung auf Paraffinbasis versehen wird. 00275

00276 13. Verfahren nach Anspruch 12 oder insbesondere da-

00277 nach, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen

00278 des ersten Latentwärmespeicherkörpers ein Zerteilen

00279 dieses Latentw rmespeicherkörpers durchgeführt wird und

00280 daß so gewonnene Teilstücke vollständig mit dem Umhül-

00281 lungsmaterial auf Paraffinbasis umhüllt werden. 00282

00283 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 oder

00284 insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die

00285 Umhüllung durch ein Tauchen vorgenommen wird. 00286

00287 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 oder

00288 insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die

00289 Umhüllung im Sprühverfahren vorgenommen wird.