WO2004040222A1 - Device and method for a storage heat exchanger - Google Patents

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WO2004040222A1
WO2004040222A1 PCT/DE2003/003596 DE0303596W WO2004040222A1 WO 2004040222 A1 WO2004040222 A1 WO 2004040222A1 DE 0303596 W DE0303596 W DE 0303596W WO 2004040222 A1 WO2004040222 A1 WO 2004040222A1
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storage heat
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PCT/DE2003/003596
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Helmut Juran
Diethart Lawonn
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Helmut Juran
Diethart Lawonn
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat 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 and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • Heat stores are essentially designed as closed pressure-loadable containers, the heat being supplied and removed via an integrated coil system or via externally attached plate heat exchangers.
  • Cold stores in the temperature range around the freezing point of the water are essentially used as ice stores, the stores of which are open to the atmosphere, the loading and unloading taking place via coil heat exchangers which are embedded in the ice water. The ice forms outside the coils through which brine is led.
  • a relatively new ice storage method uses horizontally arranged tubes which are closed on both sides and in which the ice is formed and which are combined to form tube bundles.
  • This system is extremely reliable, also to build, install and control a few percentage points more efficiently, but with great effort.
  • the system requires horizontal containers, which means a lot of installation space.
  • An essential characteristic component of this invention is the exact vertical guidance of the energy-transporting medium from bottom to top or from top to bottom, completely evenly around the storage cartridges. Probiem on which the invention is based:
  • the solution according to the invention characteristically uses vertical, long storage cartridges (1, 1a) with a large exchange surface, which can be shaped in various ways as profiles in their cross section.
  • the profiles can be made of preferably metallic materials (1) or also of soft materials (1a), preferably plastics or types of rubber.
  • the longitudinally profiled storage cartridges (1, 1a) enclose a storage space and are open at both ends. They are sealed at one end by a stopper with tensioning screw connection (2), alternatively according to FIGS. 3 to 7, then inserted into storage containers (4-9), filled with the storage medium (22) and then at the upper end with the same or a similar one Plug technology closed.
  • the storage cartridges can be fixed in the container ready to be touched. If this is to be done exactly evenly, the plug screw connections according to FIGS. 3 to 7 are extended so that they can be inserted into previously made locking openings in the lower container base (5) or in the distribution and carrying base (12). This also ensures an absolutely uniform distribution of the medium flowing through the storage heat exchanger along the heat exchanger surfaces of the storage cassettes.
  • FIG. 1 Representation of the characteristic storage heat exchanger in longitudinal section with container (4,5,6,7), exemplified with 9 storage cassette profiles (1) as pipes, which are closed on their upper and lower sides by a screw plug and with their outer wall (heat exchange surface ) act as individual self-sufficient heat exchangers.
  • the clamping screws (18, 19) are extended so far that they also serve as spacers at the upper and lower ends of the container (4, 5, 6, 7), creating free spaces in the container, which in turn serve as distribution chambers for the medium flowing through (usually brine or water / glycol).
  • the medium supply (8) and drain connection (9) are attached at the level of these distribution rooms.
  • the container is double-walled (4,4a) and thus the medium supply (8) and outlet connections (9) are attached to the upper container cover.
  • a feed pipe (10) which is installed instead of a storage cassette (1), brings the heat or coolant medium from the inlet flange (8) to the lower container collection chamber, which allows the heat or coolant medium to flow upwards around the heat exchanger surfaces of the storage cassettes.
  • the medium flows through a distributor plate (12), which is designed with a large number of openings (13), which force an even distribution to all storage cartridges (1).
  • This distributor plate (12) is also designed as a support plate so that the storage cartridges are inserted into it at precisely specified intervals, and are also attached and carried as required. As a variant, this distributor plate (12) can also be attached to the top of the cassette. This creates a complete heat exchanger and storage block according to FIG. 6.
  • FIG. 3 Figure 3 - representation of the cassette closure at the two storage and heat exchanger cassette ends.
  • FIG. 5 Representation of the cassette lock, the sealing plug (14) used in a variant of Figure 3 now being given a shape which is optimized according to the respective installation conditions (20).
  • FIG 6 representation of the cassette closure, the cassette (1a) being made of soft material in a variant of Figure 3 and the sealing pressure is intercepted by a ring (24).
  • FIG. 7 Representation of the cassette lock, in which variant the sealing plug (14a) consists of solid material and the sealing pressure is generated by a pipe clamp (25).
  • Storage cartridges are at least partially screwed (21) at their upper and lower ends by means of the extended sealing screws (18, 19) to the distributor and support plates (12), so that a structurally coherent block is formed which outside the containers (4, 5, 6,7) and only then is it installed in the container.
  • the illustration shows the storage cartridges (1) filled with a storage medium (22). Profiles (23) are attached to the screw clamps (18) in the storage space, which prevent the ice from floating in the event of a discharge as an ice storage version. Description of the components and functional parts from 1 - 25

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Abstract

The invention relates to a heat or cold store, simultaneously embodied as a heat exchanger, characterised in that the storage walls (1) are also the heat or cold transmission walls. The store comprises a collection of many small stores (1), preferably arranged vertically as a vertical cassette or profile with large wall surfaces in a container (3) and are sealed at the ends thereof by plugs (2) during assembly, using a variable compression force against the internal or external pressure, whereby the sealing arrangements have a simultaneous spacer and retainer effect in an exact given position and are characterised in that, by comparison with conventional arrangements, the costly distribution chambers, for incoming (4) and exiting (5) media flowing through the storage heat exchanger, are not required. The cassettes (3) can thus be arranged very close to each other, which correspondingly increases the storage capacity and function and reduces the volume of energy transfer medium. The storage cassettes (1) and the storage packet are thus embodied in construction such that solid/liquid state changes of the storage medium can be carried out therein without problems. The above has application in air-conditioning and refrigeration and chemical process technology.

Description

Beschreibungdescription
Stand der Technik :State of the art :
A) Wärmespeicher werden im wesentlichen als geschlossene druckbeladbare Behälter ausgeführt, wobei die Wärme über ein integriertes Rohrschlangensystem oder über extern angebrachte Plattenwärmetauscher zu- und abgeführt wird. Kältespeicher im Temperaturbereich um den Gefrierpunkt des Wassers werden im wesentlichen als Eisspeicher eingesetzt, deren Speicher atmosphärisch offen sind, wobei die Beladung und Entladung über Rohrschlangenwärmetauscher erfolgt, die in das Eiswasser eingebettet sind. Das Eis bildet sich hierbei also außerhalb der Rohrschlangen, durch die Sole geführt wird.A) Heat stores are essentially designed as closed pressure-loadable containers, the heat being supplied and removed via an integrated coil system or via externally attached plate heat exchangers. Cold stores in the temperature range around the freezing point of the water are essentially used as ice stores, the stores of which are open to the atmosphere, the loading and unloading taking place via coil heat exchangers which are embedded in the ice water. The ice forms outside the coils through which brine is led.
B) Ein relativ neues Eisspeicherverfahren nach Stand der Technik verwendet beidseitig geschlossene, horizontal angeordnete Rohre in denen das Eis gebildet wird und die zu Rohrbündeln zusammengefaßt sind. Dieses System ist äußerst betriebssicher, auch um einige %-Punkte leistungsstärker, aber sehr aufwendig zu bauen, zu installieren und zu regeln. Das System benötigt horizontale Behälter, also viel Aufstellungsplatz.B) A relatively new ice storage method according to the prior art uses horizontally arranged tubes which are closed on both sides and in which the ice is formed and which are combined to form tube bundles. This system is extremely reliable, also to build, install and control a few percentage points more efficiently, but with great effort. The system requires horizontal containers, which means a lot of installation space.
C) Ein weiteres neues Eisspeicherverfahren "Hochreaktiver Rohrbündelwärmetauscher mit Eintragungsnummer 201 03 843.9" nach Stand der Technik speichert das Eis in vorwiegend vertikal angeordneten Rohren, die zwischen 2 Rohrböden nach dem Prinzip klassischer Rohrbündelwärmetauscher oben und unten offen eingebaut sind und eine Kälteentladung gleichzeitig über die Rohraußenseite und Innenseite möglich ist. Die Leistungsstärke würde hiermit fast verdoppelt.C) Another new ice storage method "highly reactive tube bundle heat exchanger with registration number 201 03 843.9" according to the state of the art stores the ice in predominantly vertically arranged tubes, which are installed between 2 tube plates according to the principle of classic tube bundle heat exchangers open at the top and bottom, and a cold discharge at the same time on the outside of the tube and inside is possible. This would almost double the performance.
Das Verfahren ist noch nicht erprobt, würde aber bei erfolgreicher Erprobung, wie bereits angeführt, interessante Anwendungen in der Industrie finden, wo große Spitzenkältelasten schnell verfügbar sein müssen. Sehr problematisch für die Ausführung bleiben die temperaturabhängigen Materialspannungen und die aufschwimmenden Eisreste bei der Kältentladung, die eine vollständige Entladung vor einer Wiederbeladung erfordern, um Materialrisse durch lokale einfrierende Wassereinschlüsse zu vermeiden.The method has not yet been tested, but, if already successfully tested, would, as already mentioned, find interesting applications in industry, where large peak cold loads must be quickly available. The temperature-dependent material tensions and the floating ice residues during cold discharge, which require complete discharge before reloading, remain very problematic for the design in order to avoid material cracks due to local freezing water inclusions.
D) In einem weiteren Verfahren "Vorrichtung und Verfahren multifunktional anwendbarer Kältespeicherplatten nach Aktenzeichen 102 01 591.0" werden vorzugsweise mehrere runde Profile, die unten geschlossen sind und oben in einen Sammler eingeschweißt sind, in einer Reihe als Speicherplatte ausgeführt. Dieses Verfahren dient zur relativ langsamen Kälteübertragung über die einschließenden Platten an die Außenluft, also vor allem zum Einsatz in der Klimaindustrie bei relativ limitierten Größen weit unter 100 KWh Speicherkapazität. Zudem ist auch bei diesem System das Problem des aufschwimmenden Eises nicht gelöst.D) In a further method "device and method of multifunctional cold storage plates according to file number 102 01 591.0", preferably several round profiles, which are closed at the bottom and welded into a collector at the top, are designed in a row as a storage plate. This process is used for the relatively slow transfer of cold via the enclosing plates to the outside air, i.e. especially for use in the air conditioning industry with relatively limited sizes well below 100 KWh storage capacity. In addition, the problem of floating ice is also not solved with this system.
E) Ein weiteres Verfahren "Vorrichtung und Verfahren eines Speicherwärmetauschers nach Aktenzeichen 102 39 980.8" verwendet kennzeichnend vertikale lange Speicherkassetten mit großer Austauschfläche, die als Profile in ihrem Querschnitt verschiedenst geformt sein können. Die Profile sind an ihrer Unterseite dicht verschlossen und verfügen an der Oberseite einen Kompensationsraum gegen das sich im innern des Profils ausdehnende Eis beim Wachsen des Eises. Der Kompensationsraum kann einzeln je Profil aber auch gemeinsam für alle eingesetzten Profile ausgeführt sein.E) Another method "Device and method of a storage heat exchanger according to file number 102 39 980.8" characteristically uses vertical long storage cartridges with a large exchange surface, which can be shaped as profiles in their cross-section in various ways. The profiles are tightly sealed on the underside and have a compensation space on the top against the ice that expands inside the profile when the ice grows. The compensation space can be designed individually for each profile but also jointly for all profiles used.
Ein wesentlicher kennzeichnender Bestandteil dieser Erfindung ist die exakt vertikale Führung des energietransportierenden Mediums von unten nach oben oder von oben nach unten, völlig gleichmäßig um die Speicherkasetten. Der Erfindung zugrundeliegendes Probiem :An essential characteristic component of this invention is the exact vertical guidance of the energy-transporting medium from bottom to top or from top to bottom, completely evenly around the storage cartridges. Probiem on which the invention is based:
Nahezu 100% der Eisspeichersysteme werden nach Stand der Technik heute nach der vorab beschriebenen Variante A) gebaut. Einer der Nachteile dieser Systeme ist die sehr geringe Austauschfläche zur Kälteübertragung bei der Beladung und Wärmeübertragung bei der Entladung der gespeicherten Kälte. Die jüngsten Entwicklungen leistungsstärkerer Systeme nach B) bis E) basieren weitgehend auf diesem Nachteil.Almost 100% of the ice storage systems are built today according to the prior art according to variant A) described above. One of the disadvantages of these systems is the very small exchange surface for cold transfer during loading and heat transfer when unloading the stored cold. The latest developments in more powerful systems according to B) to E) are largely based on this disadvantage.
Die höchste Leistungsausbeute wird nach dem System E) nach Aktenzeichen 102 39 980.8 erzielt. Diese Erfindung basiert auf den noch markanten Nachteilen dieses Systems E).The highest performance yield is achieved according to system E) according to file number 102 39 980.8. This invention is based on the still significant disadvantages of this system E).
1) Der technische Aufwand zum erforderlichen Verschließen der Speicherkasetten ist sehr groß.1) The technical effort required to close the storage cartridges is very large.
2) Der technische Aufwand für die Sammei- und Verteilkonstruktionen des den Speicherwärmetauscher durchströmenden Energieträgers ist sehr groß.2) The technical effort for the collecting and distribution structures of the energy carrier flowing through the storage heat exchanger is very large.
3) Konstruktiv erfordert das Verschließen und stabile Befestigen der Speicherkasetten einen Mindestabstand zwischen den Kasette, der auch die Anzahl der kasetten im Speicherbehälter limitiert.3) In terms of design, the locking and stable fastening of the storage cartridges requires a minimum distance between the cartridges, which also limits the number of cartridges in the storage container.
4) Die Limitierung der Kasetten ist damit dierekt verbunden mit der installierbaren Austauschfläche und damit auch der thermischen Leistung, sowie der installierbaren Speicherkapazität.4) The limitation of the cassettes is directly related to the installable exchange area and thus also the thermal output and the installable storage capacity.
5) Der maximale Anteil des Speichervomens am gesamten Behältervolumen beträgt durch die vorab genannten konstruktiven Eischränkungen bei runden Kasetten ca 60%. Die anderen 40% sind damit vom transportierenden Energieträger (in der Regel Wasser/Glykol) auszufüllen. Da Sole oder Glykol relativ teuer ist, ist auch das ein wesentlicher Nachteil.5) The maximum proportion of the storage volume in the total container volume is around 60% due to the above-mentioned design restrictions for round cassettes. The other 40% are therefore to be filled by the transporting energy source (usually water / glycol). Since brine or glycol is relatively expensive, this is also a major disadvantage.
Erfindung :Invention:
Die erfinderische Lösung verwendet kennzeichnend vertikale lange Speicherkassetten (1 ,1a) mit großer Austauschfläche, die als Profile in ihrem Querschnitt verschiedenst geformt sein können. Die Profile können aus bevorzugt metallischen Werkstoffen (1) oder auch aus weichen Werkstoffen (1a), bevorzugt Kunststoffe oder Kautschukarten, hergestellt sein.The solution according to the invention characteristically uses vertical, long storage cartridges (1, 1a) with a large exchange surface, which can be shaped in various ways as profiles in their cross section. The profiles can be made of preferably metallic materials (1) or also of soft materials (1a), preferably plastics or types of rubber.
Die längsprofilierten Speicherkasetten (1 ,1a) umschließen einen Speicherraum und sind an beiden Enden offen. Sie werden an einem Ende durch einen Stopfen mit Verspannverschraubung (2) alternativ nach den Figuren 3 bis 7 dicht verschlossen, dann in Speicherbehälter (4-9) eingesetzt, mit dem Speichermedium (22) gefüllt und anschließend am oberen Ende mit der gleichen oder ähnlichen Stopfentechnik verschlossen.The longitudinally profiled storage cartridges (1, 1a) enclose a storage space and are open at both ends. They are sealed at one end by a stopper with tensioning screw connection (2), alternatively according to FIGS. 3 to 7, then inserted into storage containers (4-9), filled with the storage medium (22) and then at the upper end with the same or a similar one Plug technology closed.
Die Speicherkasetten können hierbei bis auf Berührung aneinander gereit im Behälter fixiert werden. Soll dies exakt gleichmäßig erfolgen, so werden die Stopfenverschraubungen nach den Figuren 3 bis 7 so verlängert, daß sie in vorher angefertigten Arritierungsöffnungen im unteren Behälterboden (5) oder im Verteil- und Trageboden (12) eingesteckt werden können. Damit ist auch eine absolut gleichmäßige Verteilung des den Speicherwärmetauscher durchströmenden Mediums entlang den Wärmetauscherflächen der Speicherkasetten gesichert.The storage cartridges can be fixed in the container ready to be touched. If this is to be done exactly evenly, the plug screw connections according to FIGS. 3 to 7 are extended so that they can be inserted into previously made locking openings in the lower container base (5) or in the distribution and carrying base (12). This also ensures an absolutely uniform distribution of the medium flowing through the storage heat exchanger along the heat exchanger surfaces of the storage cassettes.
Die nachstehende Beschreibung der Figuren 1 bis 8 und der Bau- und Funktionsteile von 1 - 25 sind Bestandteil der Beschreibung der Erfindung. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung :The following description of Figures 1 to 8 and the structural and functional parts of 1-25 are part of the description of the invention. Advantageous Effects of the Invention:
Die Erfindung eliminiert alle Nachteile, die vorab unter der Beschreibung "Der Erfindung zugrunde liegendes Problem" dargestellt wurden. Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung werden entsprechend wiefolgt definiert :The invention eliminates all of the disadvantages that were presented in the description "Problem underlying the invention". The advantageous effects of the invention are defined accordingly as follows:
1) Der technische Aufwand zum erforderlichen Verschließen der Speicherkasetten (1,1a) ist relativ klein, da für die Verschlußteile an den Kasettenenden gängige Massenserienartikel des Marktes (Stopfen, Schrauben, Scheiben, Rohrschellen usw ) herangezogen werden können.1) The technical effort required to close the storage cartridges (1,1a) is relatively small, since common mass-produced articles from the market (plugs, screws, washers, pipe clamps, etc.) can be used for the locking parts on the cartridge ends.
2) Der technische Aufwand für die Sammei- und Verteilkonstruktionen des den Speicherwärmetauscher durchströmenden Energieträgers entfällt, da die Stopfenverschraubungen (18,19) als Distanzhalter zum Behälterboden (5) und Behälterdeckel (6) Freiräume schaffen, die die Funktion der Sammei- und Verteilkonstruktionen ohne Mehraufwand übernehmen.2) The technical effort for the collecting and distributing constructions of the energy source flowing through the storage heat exchanger is eliminated, since the plug screw connections (18, 19) as a spacer to the container bottom (5) and the container lid (6) create free spaces that do without the function of the collecting and distributing constructions Take on extra work.
3) Konstruktiv erfordert das Verschließen und stabile Befestigen der Speicherkasetten (1,1a) keinen Abstand zwischen den Kasette, womit die Anzahl der Kasetten im Speicherbehälter wesentlich vergrößert werden kann.3) In terms of design, the locking and stable fastening of the storage cartridges (1,1a) does not require a space between the cartridges, so that the number of cartridges in the storage container can be increased significantly.
4) Die größere Anzahl an Kasetten (1 ,1a) ist dierekt verbunden mit einer größeren installierbaren Austauschfläche und damit auch einer größeren thermischen Leistung, sowie einer größeren installierbaren Speicherkapazität.4) The larger number of cassettes (1, 1a) is directly connected to a larger installable exchange area and thus also a greater thermal output and a larger installable storage capacity.
5) Der maximale Anteil des Speichervomens am gesamten Behältervolumen kann durch die vorab beschriebene Erfindung bereits bei der Verwendung von runden Kasetten bis nahezu 80% erweitert werden. Der Anteil des transportierenden Energieträgers im Behälter (in der Regel Wasser/Glykol) läßt sich hierdurch ca halbieren. 5) The maximum proportion of the storage volume in the total container volume can be expanded to almost 80% by using the invention described above when using round cassettes. The proportion of the energy source in the container (usually water / glycol) can be halved.
Beschreibung der Figuren 1 bis 8Description of Figures 1 to 8
Figur 1 - Darstellung des kennzeichnenden Speicherwärmetauschers im Längsschnitt mit Behälter (4,5,6,7), beispielhaft mit 9 Speicherkasettenprofilen (1) als Rohre dargestellt, die an ihrer oberen und unteren Seite durch eine Stopfenverschraubung verschlossen sind und mit ihrer Außenwand (Wärmetauschfläche) als einzelne autarke Wärmetauscher wirken. Hierbei sind die Spannschrauben (18,19) soweit verlängert, daß sie gleichzeitig als Distanzhalter am oberen und unteren Ende des Behälters (4,5,6,7) dienen, wodurch im Behälter Freiräume entstehen, die wiederum als Verteilkammern für das durchströmende Medium (im Regelfall Sole oder Wasser / Glykol) dienen. Entsprechend sind die Mediumszu- (8) und Ablaufstutzen (9) in Höhe dieser Verteilräume angebracht.Figure 1 - Representation of the characteristic storage heat exchanger in longitudinal section with container (4,5,6,7), exemplified with 9 storage cassette profiles (1) as pipes, which are closed on their upper and lower sides by a screw plug and with their outer wall (heat exchange surface ) act as individual self-sufficient heat exchangers. Here, the clamping screws (18, 19) are extended so far that they also serve as spacers at the upper and lower ends of the container (4, 5, 6, 7), creating free spaces in the container, which in turn serve as distribution chambers for the medium flowing through ( usually brine or water / glycol). Correspondingly, the medium supply (8) and drain connection (9) are attached at the level of these distribution rooms.
Figur 2 - Darstellung des Speicherwärmetauschers im Längsschnitt, wobei der umschließendeFigure 2 - representation of the storage heat exchanger in longitudinal section, the enclosing
Behälter doppelwandig (4,4a) ausgeführt ist und damit die Mediumszu- (8) und Ablaufstutzen (9) am oberen Behälterdeckel angebracht sind. Ein Zubringerrohr (10), das anstelle einer Speicherkassette (1) eingebaut wird, bringt das Wärme- oder Kälteträgermedium vom Eintrittsflansch (8) an die untere Behältersammeikammer, wodurch das Wärme- oder Kälteträgermedium von dort nach oben um die Wärmetauscherflächen der Speicherkasetten strömen kann. Hierbei strömt das Medium durch eine Verteilerplatte (12), das mit einer Vielzahl von Öffnungen (13) ausgeführt ist, die eine gleichmäßige Verteilung an alle Speicherkasetten (1) erzwingen. Diese Verteilerplatte (12) ist gleichzeitig als Trageplatte so ausgeführt, daß in ihr die Speicherkassetten nach exakt vorgegebenen Abständen eingesteckt, je nach Bedarf auch befestigt und getragen werden. Dieses Verteilerblech (12) kann in Variante auch an der Kasettenoberseite angebracht werden. Damit entsteht ein kompletter Wärmetauscher- und Speicherblock nach Figur 6.The container is double-walled (4,4a) and thus the medium supply (8) and outlet connections (9) are attached to the upper container cover. A feed pipe (10), which is installed instead of a storage cassette (1), brings the heat or coolant medium from the inlet flange (8) to the lower container collection chamber, which allows the heat or coolant medium to flow upwards around the heat exchanger surfaces of the storage cassettes. The medium flows through a distributor plate (12), which is designed with a large number of openings (13), which force an even distribution to all storage cartridges (1). This distributor plate (12) is also designed as a support plate so that the storage cartridges are inserted into it at precisely specified intervals, and are also attached and carried as required. As a variant, this distributor plate (12) can also be attached to the top of the cassette. This creates a complete heat exchanger and storage block according to FIG. 6.
Figur 3 - Darstellung des Kasettenverschlusses an den beiden Speicher- und Wärmetauscherkasetten- enden. Durch das Anziehen der Verschraubungsmutter (17) werden die beiden Scheiben 15 und 16 aneinander gezogen und der vorwiegend zylindrisch geformte Dichtstopfen (14) aus Dichtungsmaterial an die Kasettenwand (1) gepreßt.Figure 3 - representation of the cassette closure at the two storage and heat exchanger cassette ends. By tightening the screw nut (17), the two disks 15 and 16 are pulled together and the predominantly cylindrically shaped sealing plug (14) made of sealing material is pressed against the cassette wall (1).
Figur 4 - Darstellung des Kasettenverschlusses, wobei in Variante zu Figur 3 die eingesetzte Schraube (18) nun in Kegelform (19) ausgeführt ist und dieser Kegel in seinem Querschnitt der Querschnittsform der Kasette (1) gleicht, wodurch ein gleichmäßiger Anpressdruck an alle Kasetten- wände erzielt wird.Figure 4 - representation of the cassette lock, the variant of Figure 3, the screw (18) is now designed in the shape of a cone (19) and the cross-section of this cone is the same as the cross-sectional shape of the cassette (1), so that a uniform contact pressure on all cassette walls is achieved.
Figur 5 - Darstellung des Kasettenverschlusses, wobei in Variante zu Figur 3 der eingesetzte Dichtstopfen (14) nun eine nach den jeqweiligen Einbaubedingungen optimierte Form erhält (20).Figure 5 - Representation of the cassette lock, the sealing plug (14) used in a variant of Figure 3 now being given a shape which is optimized according to the respective installation conditions (20).
Figur 6 - Darstellung des Kasettenverschlusses, wobei in Variante zu Figur 3 die Kassette (1a) aus weichem Material besteht und der Dichtdruck von einem Ring (24) abgefangen wird.Figure 6 - representation of the cassette closure, the cassette (1a) being made of soft material in a variant of Figure 3 and the sealing pressure is intercepted by a ring (24).
Figur 7 - Darstellung des Kasettenverschlusses, wobei in Variante zu Figur 6 der Dichtstopfen (14a) aus festem Material besteht und der Dichtdruck durch eine Rohrschelle (25) erzeugt wird.Figure 7 - Representation of the cassette lock, in which variant the sealing plug (14a) consists of solid material and the sealing pressure is generated by a pipe clamp (25).
Figur 8 - Darstellung eines Speicher- und Wärmetauscherblocks, der dadurch entsteht, daß alleFigure 8 - Representation of a storage and heat exchanger block, which results from the fact that all
Speicherkasetten an ihren oberen und unteren Enden mittels der verlängerten Dichtschrauben (18,19) auch an den Verteiler- und Trageplatten (12) zumindest teilweise verschraubt (21) werden, sodaß ein konstruktiv zusammenhängender Block entsteht, der außerhalb der Behälter (4,5,6,7) montiert und erst dann in die Behälter eingebaut wird. Die Darstellung zeigt die Speicherkasetten (1) mit der Füllung eines Speichermediums (22). An den Schraubspannverschlüssen (18) sind im Speicherraum Profile (23) befestigt, die ein Aufschwimmen des Eises im Falle einer Entladung als Eisspeicherausführung verhindern. Beschreibung der Bau- und Funktionsteile von 1 - 25Storage cartridges are at least partially screwed (21) at their upper and lower ends by means of the extended sealing screws (18, 19) to the distributor and support plates (12), so that a structurally coherent block is formed which outside the containers (4, 5, 6,7) and only then is it installed in the container. The illustration shows the storage cartridges (1) filled with a storage medium (22). Profiles (23) are attached to the screw clamps (18) in the storage space, which prevent the ice from floating in the event of a discharge as an ice storage version. Description of the components and functional parts from 1 - 25
1 - Speicher- und Wärmetauscherkasetten aus festem Profilmaterial 1a - Speicher- und Wärmetauscherkasetten aus weichem Profilmaterial1 - Storage and heat exchanger cartridges made of solid profile material 1a - Storage and heat exchanger cartridges made of soft profile material
2 - Dichtstopfen an beiden Enden der Profilkasetten (1 )2 - sealing plugs on both ends of the profile cassettes (1)
3 - freie Raum im Behälter als Verteilerkammer für das Kälte- und Wärmetransportmedium3 - free space in the container as a distribution chamber for the cooling and heat transport medium
4 - Behälteraußenwand4 - outer container wall
4a - Behälterinnenwand eines doppelwandigen Behälters nach Figur 24a - inner wall of a double-walled container according to FIG. 2
5 - Behälterboden5 - tank bottom
6 - Behälterdeckel6 - Container lid
7 - Behälterflansch zum Verschluß mit dem Behälterdeckel (6)7 - container flange for closure with the container lid (6)
8 - Eintrittsstutzen am Speicherwärmetauscherbehälter8 - Inlet connection on the storage heat exchanger tank
9 - Austrittsstutzen am Speicherwärmetauscherbehälter9 - Outlet connector on the storage heat exchanger tank
10 - ein den Speicherwärmetauscher durchdringendes Zubringrohr des Kälte- und Wärmetransportmediums auf die andere Behälterseite beziehungsweise auf die andere Verteilkammer (3)10 - a feed pipe of the cooling and heat transport medium penetrating the storage heat exchanger to the other side of the container or to the other distribution chamber (3)
11 - Aufstellungs- und Befestigungspratzen für den doppelwandigen Behälter nach Figur 211 - Installation and fastening claws for the double-walled container according to FIG. 2
12 - Verteilerplatte für das Kälte- und Wärmetransportmedium und gleichzeitig Trageplatte für den12 - Distribution plate for the refrigeration and heat transport medium and at the same time support plate for the
SpeicherwärmetauscherStorage heat exchanger
13 - Öffnungen zur Verteilung des Kälte- und Wärmetransportmedium an der Platte (12)13 - openings for distribution of the cooling and heat transport medium on the plate (12)
14 - vorzugsweise zylindrisch geformter Dichtstopfen aus durch Druck dehnbarem Material 14a - vorzugsweise zylindrisch geformter Dichtstopfen aus festem Material14 - preferably cylindrical shaped sealing plug made of pressure-expandable material 14a - preferably cylindrical shaped sealing plug made of solid material
15 - innere Pressscheibe am Dichtstopfen15 - inner press washer on the sealing plug
16 - äußere Pressscheibe am Dichtstopfen16 - outer pressure washer on the sealing plug
17 - Anspannmutter am Dichtstopfen17 - Lock nut on the sealing plug
18 - den Dichtstopfen durchdringende Schraube als Schlossschraube ausgeführt18 - screw penetrating the sealing plug as a lock screw
19 - den Dichtstopfen durchdringende Schraube mit Kegelform19 - conical screw penetrating the sealing plug
20 - variabel geformter Dichtstopfen aus durch Druck dehnbarem Material20 - variably shaped sealing plug made of pressure-stretch material
21 - Befestigungsmuttern zur Verschraubung der Kasetten an den Verteilerplatten (12)21 - fastening nuts for screwing the cassettes onto the distributor plates (12)
22 - Speichermedium, vorzugsweise Wasser22 - storage medium, preferably water
23 - Profile zur Vermeidung des Aufschwimmens von Eisresten23 - Profiles to prevent floating ice residues
24 - Ring aus festem Material zur Übernahme des Dichtdruckes24 - ring made of solid material to take over the sealing pressure
25 - Rohrschelle zur Erzeugung des Dichtdruckes 25 - pipe clamp for generating the sealing pressure

Claims

Schutzansprüche protection claims
1. Vorrichtung und Verfahren eines Speicherwärmetauschers, gekennzeichnet dadurch, daß bevorzugt vertikal und parallel angeordnete Kasettenprofile (1,1a) beliebiger Querschnittsform in bevorzugt gleichem Abstand voneinander und beliebiger Anzahl zu einem Block (Figur 1a) zusammengefaßt sind, gekennzeichnet dadurch, daß diese Kasettenprofile (1,1a) in ihrer ganzen Höhe bzw Länge einen Hohlraum dicht umschließen und an ihrem oberen und unteren offenen Ende (11) durch einen Stopfenschraubverschluß (2) dicht zu ihrer Außenseite verschlossen sind.1. The device and method of a storage heat exchanger, characterized in that preferably vertically and parallel cassette profiles (1,1a) of any cross-sectional shape are combined at preferably the same distance from one another and any number to form a block (FIG. 1a), characterized in that these cassette profiles ( 1,1a) tightly enclose a cavity in their entire height or length and are closed at their upper and lower open ends (11) by a plug screw closure (2) tightly to the outside.
2. Vorrichtung und Verfahren eines Speicherwärmetauschers nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stopfenschraubverschlüsse (2) gleichzeitig mit Verlängerungen (18) ausgeführt sind, die beim vorzugsweise vertikalen Einbau der Kasetten (1,1a) in das Gehäuse (4,5,5,7) als Distanzhalter (Figur 1) wirken und als Befestigungspunkte an einer oben angebrachten (13) und unten angebrachten Haltevorrichtung (12) (Figur 8) ausgeführt sind.2. Device and method of a storage heat exchanger according to claim 1, characterized in that the plug screw closures (2) are designed simultaneously with extensions (18), which are preferably vertical installation of the cassettes (1,1a) in the housing (4,5,5 , 7) act as a spacer (FIG. 1) and are designed as fastening points on a top-mounted (13) and bottom-mounted holding device (12) (FIG. 8).
3. Vorrichtung und Verfahren eines Speicherwärmetauschers nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an den Stopfenschraubverschlüssen (2) auf der Innenseite der Kasetten (1,1a) zusätzliche Profile (23) befestigt sind.3. Device and method of a storage heat exchanger according to claim 1, characterized in that additional profiles (23) are attached to the plug screw closures (2) on the inside of the cassettes (1,1a).
4. Vorrichtung und Verfahren eines Speicherwärmetauschers nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stopfenschraubverschlüsse (2) aus einem vorzugsweise dem Kasettenquer- schnittsprofil entsprechend geformten weichem Material (14,20) bestehen, dessen Außenquerschnitts- maße annähernd den Innenquerschnittsmaßen der Kasetten (1,1a) entsprechen und die in ihrer Mitte, parallel zur Längsrichtung der Kasetten (1,1a) von einem Schraube (18) durchdrungen ist, deren Kopf sich auf der Innenseite und deren Gewinde mit Mutter (17) sich auf der Außenseite befindet. 4. The device and method of a storage heat exchanger according to claim 1, characterized in that the plug screw closures (2) consist of a preferably shaped according to the cassette cross-sectional profile soft material (14, 20), the outer cross-sectional dimensions of approximately the inner cross-sectional dimensions of the cassettes (1, 1a) and which in its center, parallel to the longitudinal direction of the cassettes (1,1a), is penetrated by a screw (18), the head of which is on the inside and the thread with nut (17) is on the outside.
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